Estudio mediante estimulación magnética transcraneal del cerebelo y de la corteza parietal posterior en la distonia primaria cervical

FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESTUDIO MEDIANTE ESTIMULACIÓN MAGNÉTICA TRANSCRANEAL DEL CEREBELO Y DE LA CORTEZA PARIETAL POSTERIOR EN LA DISTONÍA PRIMARIA CERVICAL Tesis doctoral Paolo Porcacchia ! II! D. Pablo Mir Rivera, Profesor Asociado del Departamento de Medicina de la Facultad de Medicina de la Universidad de Sevilla CERTIFICA: Que la memoria del trabajo titulada “Estudio mediante estimulación magnética transcraneal del cerebelo y de la corteza parietal posterior en la distonía primaria cervical” elaborado por Paolo Porcacchia, Licenciado en Medicina, ha sido realizada bajo su dirección y cumple las condiciones exigidas para optar al grado de Doctor por la Universidad de Sevilla. Para que así conste, firma la presente en Sevilla, a 22 de Mayo 2017 Fdo.: D. Pablo Mir Rivera ! III! AGRADECIMIENTOS A todas las personas que han participado en los experimentos. Gracias a su tiempo y paciencia ha sido posible todo esto. Agradecer a mi director de tesis, Pablo Mir, por la oportunidad que me ha dado de realizar este trabajo, por el entusiasmo y la voluntad que acompañan su actividad y que hacen el camino mucho más fácil. A todos los compañeros del laboratorio 104. Cito algunos: Paco con el que empecé los estudios de estimulación magnética; Paloma, María Adilia, Mercedes por la ayuda en los estudios; Ismael, Juanfran, Antonio por la ayuda y las sugerencias recibidas en los análisis; Fátima, Maite, Silvia por la parte clínica, Piluca, Inma, Marta por la labor en el laboratorio. Agradecer a mi familia. A mis padres por el apoyo recibido y el esfuerzo que han realizado en mi educación. A mi familia en el sentido más amplio, extendida nada menos que en dos países, cuyas palabras y ejemplos siguen siendo puntos de referencias para orientarme. A Maricarmen, María y Alberto. ! IV! ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS p. VII ABREVIATURAS p. XI I. INTRODUCCIÓN I.1. Distonía p. 1 I.1.1. Fisiopatología de la distonía p. 3 I.1.2. El cerebelo en la fisiopatología de la distonía p. 6 I.1.3. La corteza parietal en la fisiopatología de la distonía p. 8 I.2. La estimulación magnética transcraneal como herramienta de estudio p. 10 II. HIPÓTESIS p. 19 III. OBJETIVOS DEL ESTUDIO p. 21 IV. MATERIALES Y MÉTODOS IV.1. Conectividad entre cerebelo y corteza motora primaria IV.1.1. Sujetos p. 23 IV.1.2. Diseño experimental p. 25 IV.1.3. Excitabilidad cortical. Potenciales evocados motores. p. 26 IV.1.4. Inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical p. 26 IV.1.5. Inhibición cerebelo-cortical p. 27 IV.1.6. Estimulación repetitiva p. 28 ! V! IV.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria (este trabajo está publicado: apéndice III) IV.2.1. Sujetos p. 29 IV.2.2. Estudio de la conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria mediante estimulación magnética p. 31 IV.2.3. Tiempo de reacción p. 34 IV.3. Análisis estadístico p. 35 V. RESULTADOS V.1. Conectividad entre cerebelo y corteza motora primaria V.1.1. Datos demográficos e intensidades de la estimulación magnética p. 38 V.1.2. Inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical p. 38 V.1.3. Inhibición cerebelo-cortical p. 38 V.1.4. Estimulación repetitiva cerebelosa tipo iTBS p. 42 V.1.5. Estimulación repetitiva cerebelosa tipo cTBS p. 48 V.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria V.2.1 Datos demográficos e intensidades de la estimulación magnética p. 54 V.2.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria p. 54 ! VI! V.2.3. Tiempo de reacción p. 56 VI. DISCUSIÓN VI.1. Conectividad entre cerebelo y corteza motora primaria p. 63 VI.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria p. 70 VII. CONCLUSIONES p. 75 VIII. BIBLIOGRAFÍA p. 77 APÉNDICE APÉNDICE I. Escala para la evaluación de las Distonías (AIMS) – Grupo de Estudio de Trastornos del Movimiento APÉNDICE II. Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale (TWSTRS) APÉNDICE III. Porcacchia P, Palomar FJ, Cáceres-Redondo MT, Huertas- Fernández I, Martín-Rodríguez JF, Carrillo F, Koch G, Mir P. Parieto-motor cortical dysfunction in primary cervical dystonia. Brain Stimul. 2014;7(5):650-7. ! VII! ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Campos eléctrico y magnético generados por la bobina de estimulación magnética. p. 11 Figura 2: Bobinas de estimulación, circular y en figura de ocho, y campos electromagnéticos inducidos. p. 12 Figura 3: Estimulación magnética y registro del potencial evocado motor. p. 13 Figura 4: Registro con electrodos de superficie sobre el primer interóseo dorsal del potencial evocado motor. p. 14 Figura 5: Pares de pulsos: estímulo condicionante y estímulo Test sobre área motora primaria. p. 15 Figura 6: Estímulo condicionante sobre cerebelo y estímulo Test sobre área motora primaria. p. 16 Figura 7: iTBS y cTBS. p. 17 Figura 8. Interacción parieto-motora y estudio del tiempo de reacción. p. 33 Figuras 9: SICI/ICF y CBI en condiciones basales. ! VIII! Figura 9A: Inhibición intra-cortical a intervalo corto/facilitación intra-cortical (SICI/ICF) en condiciones basales, antes de la estimulación repetitiva. p. 40 Figura 9B: Inhibición cerebelo-cortical (CBI) en condiciones basales, antes de la estimulación repetitiva. p. 41 Figuras 10: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre la excitabilidad cortical, los circuitos intra-corticales y la inhibición cerebelo-motora. Figura 10 A: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre la excitabilidad cortical (protocolo 20 Test). p. 43 Figura 10 B: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre los circuitos intra-corticales en el grupo de controles (protocolo SICI/ICF). p. 44 Figura 10 C: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre los circuitos intra-corticales en el grupo de pacientes (protocolo SICI/ICF). p. 45 Figura 10 D: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre la inhibición cerebelo-motora (CBI) en el grupo de controles. p. 46 Figura 10 E: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre la inhibición cerebelo-motora (CBI) en el grupo de pacientes. p. 47 Figuras 11: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre la excitabilidad cortical, los circuitos intra-corticales y la inhibición cerebelo-motora. Figura 11 A: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre la excitabilidad cortical (protocolo 20 Test). p. 49 Figura 11 B: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre los circuitos intra-corticales en el grupo de controles (protocolo SICI/ICF). p. 50 ! IX! Figura 11 C: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre los circuitos intra-corticales en el grupo de pacientes (protocolo SICI/ICF). p. 51 Figura 11 D: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre la inhibición cerebelo-motora (CBI) en el grupo de controles. p. 52 Figura 11 E: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre la inhibición cerebelo-motora (CBI) en el grupo de pacientes. p. 53 Figura 12. Interacción parieto-motora, con estímulo condicionante parietal al 90% del umbral motor de reposo. p. 55 Figuras 13: Tiempo de reacción y tiempo de movimiento y relación con la amplitud del potencial evocado motor en los movimientos hacia la izquierda. Figura 13 A. Movimientos hacia la izquierda. Tiempo de reacción y tiempo de movimiento. p. 57 Figura 13 B. Relación entre el tiempo de reacción en los movimientos hacia la izquierda y la amplitud del potencial evocado motor. p. 58 Figura 13 C. Relación entre el tiempo de movimiento en los movimientos hacia la izquierda y la amplitud del potencial evocado motor. p. 59 Figuras 14: Tiempo de reacción y tiempo de movimiento y relación con la amplitud del potencial evocado motor en los movimientos hacia la derecha. Figura 14 A. Movimientos hacia la derecha. Tiempo de reacción y tiempo de movimiento. p. 60 Figura 14 B. Relación entre el tiempo de reacción en los movimientos hacia la derecha y la amplitud del potencial evocado motor. p. 61 ! 5! reorganización cortical. En primates, en casos de distonía provocada por movimientos repetitivos de la mano, se ha observado una distorsión de la representación somatotópica de la corteza somatosensorial, con una superposición de las áreas relativas a los distintos dedos (Hallet 2011). Cambios en la organización funcional de la corteza motora primaria han sido observados también en pacientes con espasmos del escribiente y en distonía cervical (Thickbroom et al. 2003) y, al menos en parte, en relación con las aferencias musculares. La connotación de la reorganización cortical, si sea fisiológica o patológica es, en ocasiones, difícil de establecer. El “substrato cortical” de la habilidad motora fina de un músico es una reorganización sensitivo-motora con un aumento del área dedicada a la integración espacial (Rosenkranz et al. 2009), sin embargo en músicos con distonía este aumento es todavía mayor que en músicos sin distonía y podría alterar, en lugar de mejorar, el control motor. En este caso, jugarían también un papel significativo las aferencias periféricas, ya que un entrenamiento proprioceptivo es capaz de modificar la reorganización cortical. La reorganización es un concepto en estrecha relación con el concepto de plasticidad, en otras palabras con la capacidad de los circuitos neuronales de cambiar el estado de conectividad, desde el punto de vista morfológico y funcional. El hecho de que movimientos repetitivos o una estimulación sensitiva excesiva puedan provocar, en los pacientes, movimientos distónicos, apoya la hipótesis de una plasticidad alterada. Los resultados de los protocolos con estimulación magnética y eléctrica (“paired associative stimulation-PAS”) que producen cambios similares a una potenciación a largo plazo, han confirmado una plasticidad cortical alterada en pacientes con espasmo del escribiente (Quartarone et al. 2003) y con blefaroespasmo (Quartarone et al. 2006). El hallazgo de la alterada plasticidad cortical en portadores sintomáticos de la mutación ! 6! DYT1 y no en los portadores asintomático perfila un papel de la plasticidad en la patogénesis de la distonía (Edwards et al. 2006). En los últimos años se ha ampliado el horizonte de las posibles áreas vinculadas a la distonía y la finalidad del presente trabajo es de estudiar dos de las estructuras objeto de un creciente interés, que son el cerebelo y la corteza parietal posterior. I.1.2. El cerebelo en la fisiopatología de la distonía Desde el punto de vista fisiológico, el cerebelo interviene en la coordinación y el control de los movimientos. Inter-actúa con la corteza pre-frontal y parietal posterior para la integración cognitiva y visuo-espacial, con los ganglios basales y está involucrado en el aprendizaje de paradigmas motores. Por estos motivos se está estudiando el papel de esta estructura en los trastornos del movimiento, como en la distonía. Se sabe, por ejemplo, que el cerebelo está implicado en algunas formas de distonía secundaria (LeDoux y Brady 2003) y que pacientes con enfermedades degenerativas cerebelosas (algunos tipos de atrofia espino cerebelosa) pueden presentar distonía como parte del fenotipo (Münchau et al. 1999). Aunque en la distonía primaria no existen signos cerebelosos en la exploración clínica, existen datos que involucran el cerebelo en su fisiopatología. En estudios sobre el control motor de movimientos simples de tipo balísticos se ha identificado un característico patrón electromiográfico de tipo trifásico (Berardelli et al. 1996). En los pacientes distónicos se ha descrito un aumento anormal de la duración del primer componente del músculo agonista, y que podría depender también de un defecto de integración en estructuras como el cerebelo (Pelosin et al. 2009). ! 7! En modelos animales, la inyección de ácido kaínico en el vermis cerebeloso, provoca posturas distónicas en tronco y extremidades, mientras que los ratones transgénicos sin células de Purkinje mostraban menor severidad de la distonía (Pizoli et al. 2002). Otros experimentos, también en animales, han confirmado la relación entre células de Purkinje y severidad de los episodios distónicos (Chen et al. 2009, Song et al. 2014). Estudios de imágenes en humanos muestran como una alteración de las fibras cerebelo-tálamo-corticales (vía de salida de la información desde el cerebelo hacia la corteza cerebral) estaba presente en los portadores de las mutaciones para la distonía DYT1 y DYT6 (Argyelan et al. 2009). Estudios con resonancia magnética de alta resolución han demostrado cambios de la densidad de la sustancia gris cerebelosa en pacientes con distonía cervical (Draganski et al. 2003). Algunos autores han estudiado el papel de cerebelo desde un punto de vista neurofisiológico. Protocolos con el reflejo de parpadeo se han utilizado para el estudio del cerebelo y de los circuitos asociados y se ha demostrado una alteración en la distonía primaria focal (Teo et el. 2009). Asimismo, protocolos de estimulación magnética repetitiva, utilizados para modificar la excitabilidad de un área, son capaces de modular esa respuesta (del reflejo de parpadeo) hacia una normalización en los pacientes con distonía cervical (Hoffland et al. 2013). En pacientes con distonía focal de la mano, la estimulación magnética transcraneal aplicada sobre le cerebelo no modulaba la excitabilidad de la corteza motora primaria como en controles (Brighina et al. 2009). Otros estudios han intentado aclarar si, en los circuitos cerebelosos, la plasticidad, en términos de excitabilidad neuronal, es normal o no. En pacientes con espasmos del escribiente la estimulación magnética repetitiva del cerebelo no era capaz de modificar algunos parámetros corticales como en controles (Hubsch et al. 2013). Estos autores ! 8! demostraron que, en pacientes, la plasticidad tipo PAS (“paired associative stimulation”) duraba más que en controles, y que la estimulación repetitiva del cerebelo (tipo “Theta Burst Stimulation-TBS-”, en modalidad continua e intermitente) era capaz de modificar la plasticidad inducida por el protocolo PAS en controles pero no en pacientes. Sin embargo se demostró como 10 días de estimulación repetitiva, en pacientes con distonía cervical, eran capaces de provocar una leve mejoría clínica y modificar algunos patrones de plasticidad que estaban alterados (Koch et al. 2014). En resumen el cerebelo está probablemente implicado en la fisiopatología de la distonía, como parte de un circuito alterado. Algunos hallazgos en contraste entre sí pueden reflejar un estado inicial de las investigaciones y también la necesidad de diferenciar los diferentes tipos de distonía. I.1.3. La corteza parietal en la fisiopatología de la distonía Estudios recientes sugieren que también la corteza parietal posterior puede estar involucrada en la fisiopatología de la distonía (Egger et al. 2007, Garraux et al. 2004). Desde el punto de vista fisiológico la interacción entre corteza parietal posterior y la corteza motora primaria es crucial para la preparación y la planificación de los movimientos para coger objetos bajo el control visual (Koch et al. 2008 (a), Koch et al. 2010, Van Der Werf et al. 2010) , así como para la precisión de los mecanismos visuoespaciales (Koch et al. 2010, Vicario et al. 2013). Estos movimientos (tocar una diana) proveen una correlación fiable de la interacción parieto-motora, porque la excitabilidad de esta vía varía durante la tarea motora (Koch et al. 2008 (a)). En este contexto, los pacientes distónicos muestran tiempos para el inicio y la ejecución del movimiento mayores que los sujetos sanos de control (Jahanshahi et al. 2001). ! 9! Desde el punto de vista neurofisiológico, estudios con resonancia magnética funcional, en pacientes con distonía cervical, han demostrado una menor activación de la corteza parietal tanto durante la imaginación del movimiento como durante la ejecución del mismo (De Vries et al. 2008). En este estudio los movimientos de la mano eran normales pero los pacientes demostraban un patrón alterado de activación cortical. Una de las hipótesis elaboradas fue que esta activación cerebral alterada, durante movimientos clínicamente normales, podría constituir un estado pre-distónico que, en consecuencias de algún evento específico, desembocaba en una distonía. Además, movimientos normales en presencia de patrones de activación alterada debían suponer algún tipo de adaptación compensatoria. El mismo grupo, para testar esta hipótesis (De Vries et al. 2012), aplicaba un protocolo de estimulación repetitiva sobre la corteza parietal, cuyos resultados por un lado apoyaban la existencia de mecanismos compensatorios en pacientes distónicos, por otro lado que la capacidad de estos mecanismos en pacientes con distonía cervical era limitada respecto a los controles sanos. Delnooz et al. (2012) estudiaron, con resonancia magnética funcional, la conectividad entre la corteza parietal y la corteza pre-motora en pacientes con espasmo del escribiente y demostraron en los pacientes una alteración presente en reposo, antes e independiente del movimiento. La corteza parietal juega también un papel importante en la integración sensitivo-motora. Los trucos sensitivos son un fenómeno conocido en algunos pacientes con distonía. Un estímulo táctil la zona interesada o adyacente al movimiento distónico puede disminuir de forma significativa la contracción involuntaria. En un estudio con tomografía por emisiones de positrones, en pacientes con distonía cervical (Naumann et al. 2000), se observó como la aplicación del truco sensitivo estaba en relación con un aumento de activación del lóbulo parietal (inferior y superior), además del giro post- ! 10! central y de la corteza visiva. Según estos autores la alteración cortical parietal reflejaría el cambio de la representación espacial asociada a la lateralización postural, que experimentan estos pacientes. En nuestro trabajo, la herramienta utilizada, para llevar a cabo el estudio del papel del cerebelo y de la corteza parietal posterior en la distonía primaria cervical, es la estimulación magnética transcraneal. I.3. La estimulación magnética transcraneal como herramienta de estudio En el análisis de la literatura arriba mencionada, hemos examinado los resultados de las diferentes técnicas, neurofisiológicas o morfológicas, utilizadas en el estudio de la distonía. La estimulación magnética transcraneal constituye un técnica que se ha desarrollado en los últimos treinta años y que sigue en expansión, tanto en términos de protocolos de estudio, como en términos de campos de aplicación. Aunque la explicación detallada de los mecanismos de la estimulación magnética no compete a la presente introducción, recordaremos las principales características de las técnicas utilizadas en nuestros trabajos, señalando la bibliografía especializada (Hallet 2000, Edwards et al. 2008, Kobayashi y Pascual-Leone 2003, Huang et al. 2009, Rossi et al. 2009). La estimulación magnética transcraneal fue introducida por Antony Barker en 1985 (Barker et al. 1985). La técnica es segura y no invasiva. El paso de corriente a alta intensidad a través de una bobina genera un campo magnético perpendicular a la misma. Ese campo magnético produce a su vez un campo eléctrico, perpendicular al anterior. Cuando la bobina está posicionada sobre el cuero cabelludo, el campo magnético alcanza el tejido cerebral y, si es de intensidad suficiente, el flujo de corriente producido provocará la activación neuronal (Figura 1). ! 11! Figura 1: Campos eléctrico y magnético generados por la bobina de estimulación magnética (Hallet 2000). Existen bobinas de diferentes formas. Las bobinas circulares tienen aplicaciones clínicas y estimulan de forma difusa. Con las bobinas en figura de ocho se obtiene una estimulación focal, siendo máxima la corriente localizada en el punto de intersección de los dos componentes circulares (Figura 2). Las bobinas utilizadas en nuestros estudios son en figura de ocho. Cuanto mayor es la intensidad de estimulación tanto mayor será la activación neuronal. ! 12! Figura 2: Bobinas de estimulación, circular y en figura de ocho, y campos electromagnéticos inducidos (Cohen et al. 1990). Cuando aplicamos pulsos simples sobre la corteza motora primaria, somos capaces de provocar la activación del haz córtico-espinal. La activación no es directa, sino indirecta a través de sinapsis corticales. A través de electrodos de registro periférico (por ejemplo en la mano contralateral), podemos registrar un potencial evocado motor sobre el músculo correspondiente (Figura 3). La amplitud del potencial evocado motor será función de la intensidad de estimulación o, a igualdad de ! 13! estimulación, de la excitabilidad del área cerebral (en ausencia de patología nerviosa periférica y estando conservada la integridad del haz córtico-espinal) . Figura 3: Estimulación magnética y registro del potencial evocado motor (Kobayashi et al. 2003). Un pulso simple sobre la corteza motora primaria, a una intensidad capaz de provocar un potencial evocado motor de alrededor de 1 mV, lo llamaremos estímulos Test (Figura 4). ! 14! Figura 4: Registro con electrodos de superficie sobre el primer interóseo dorsal del potencial evocado motor. Se observa el artefacto de la estimulación magnética y el potencial evocado motor. La amplitud del potencial evocado motor es de alrededor de 1 mV. Una vez establecida la intensidad que genera un potencial evocado motor de 1 mV, y manteniendo constante la intensidad, una posibilidad de modificar la amplitud de este potencial es a través de un estímulo condicionante. El estimulo condicionante es un estímulo que, dado algunos milisegundos antes del Test, modifica la excitabilidad cortical, modificando así la amplitud del potencial evocado por el estímulo Test. El estímulo condicionante puede aplicarse en el mismo lugar y con la misma bobina que el Test (Figura 5), como en el protocolo de inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical. En este caso la intensidad del estímulo condicionante es menor del umbral motor de reposo (la mínima intensidad necesaria para evocar un potencial motor de al menos 50 µV en más de 5 de 10 estímulos consecutivos, con el músculo relajado); lo que quiere decir que el estímulo condicionante, solo, no es capaz de producir un potencial evocado motor que podamos registrar. Según el intervalo inter- ! 21! III. OBJETIVOS DEL ESTUDIO OBJETIVOS GENERALES En los pacientes con distonía primaria cervical conocer el funcionamiento de la vía cerebelo-cortical así como la modulación que ejerce la estimulación repetitiva cerebelosa; y conocer el funcionamiento de la conexión parieto-motora y su relación con los tiempos de reacción en una tarea motora. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Para el estudio de la conectividad entre el cerebelo y la corteza motora 1. Comparar, entre pacientes y controles, el cambio del potencial evocado motor inducido por un estímulo condicionante magnético cerebeloso y un estímulo magnético sobre la corteza motora primaria (CBI). 2. Comparar, entre pacientes y controles, los efectos de la estimulación repetitiva cerebelosa tipo iTBS 2a sobre la excitabilidad cortical (protocolo 20 Test), 2b sobre la inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intracortical (SICI/ICF) y 2c sobre la inhibición cerebelo-cortical (CBI). 3. Comparar, entre pacientes y controles, los efectos de la estimulación repetitiva cerebelosa tipo cTBS ! 22! 3a sobre la excitabilidad cortical (protocolo 20 Test), 3b sobre la inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intracortical (SICI/ICF) y 3c sobre la inhibición cerebelo-cortical (CBI). Para el estudio de la conectividad entre la corteza parietal y la corteza motora 4. Comparar, entre pacientes y controles, el cambio del potencial evocado motor inducido por un estímulo condicionante magnético sobre la corteza parietal posterior y un estímulo magnético sobre la corteza motora primaria. 5. Comparar, entre pacientes y controles, los tiempos de reacción y de movimiento en una tarea motora simple 6. Estudiar la relación entre los parámetros neurofisiológicos (amplitud del potencial evocado motor) y los tiempos de reacción y de movimiento en la tarea motora estudiada. ! 23! IV. MATERIALES Y MÉTODOS IV.1. Conectividad entre cerebelo y corteza motora primaria IV.1.1. Sujetos Se han reclutado 12 pacientes con distonía cervical primaria (edad media 46 ± 8 años, 6 mujeres y 6 hombres) desde las consultas de trastornos del movimiento del Hospital Universitario Virgen del Rocío, en Sevilla (Tabla 1). El diagnóstico de distonía cervical ha sido efectuado por neurólogos especializados en trastornos del movimiento. La valoración incluyó dos escalas clínicas la Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale (TWSTRS, apéndice II) y la Burke-Fahn-Marsden Dystonia Rating Scale (BFMDRS) en su versión traducida al español (apéndice I). Los estudios de estimulación magnética transcraneal se realizaron al menos 3 meses después de la última inyección con toxina botulínica. Los otros fármacos se suspendieron 48 horas antes de la sesión. Trece sujetos sanos (edad media 45 ± 9 años, 7 mujeres y 6 hombres) voluntarios sirvieron de controles. El estudio fue aprobado por el comité ético local y todos los sujetos firmaron el consentimiento informado. ! 24! Tabla 1. Conectividad entre cerebelo y corteza motora. Características clínicas de los pacientes con distonía cervical Nº Sexo Edad (años) Duración distonía (años) TWSTRS BFMDRS Mano dominante Desviación cefálica Tratamiento (mg/día) 1 M 55 3 13 1,5 D/I BT 2 M 51 6 26,75 6 D/I BT 3 H 60 8 13,75 2,5 D/I / 4 M 48 15 39,50 25 D/I BT 5 H 44 8 25,50 4 D/D BT 6 M 45 8 48,25 7,5 D/I BT 7 H 36 9 40,75 17,5 D/D BT 8 M 54 4 42,25 13 D/I Clonazepam (0,5) 9 M 48 8 22,50 7,5 D/I BT 10 H 38 11 64 40 D/D Clonazepam (2) 11 H 49 22 22,75 4 D/I BT 12 H 33 2 30,25 5 D/I BT Tabla 1. H: hombre, M: Mujer, D: derecha, I: izquierda, BT: toxina botulínica, TWSTRS: Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale, BFMDRS: Burke- Fahn-Marsden Dystonia Rating Scale. ! 25! IV.1.2. Diseño experimental El estudio se ha realizado en dos diferentes sesiones, con al menos una semana de intervalo, tanto en pacientes como en controles. En cada sesión, primero se ha localizado el punto de estimulación apropiado, y se ha marcado con un rotulador para asegurar un correcto posicionamiento de la bobina de estimulación a lo largo del estudio. Se ha medido el umbral motor de reposo (UMR), el umbral motor activo (UMA) (Rossini et al. 1994, Rothwell 1997) y la intensidad necesaria para evocar un potencial motor de aproximadamente 1 mV, con el músculo relajado. Esta intensidad se ha utilizado para el protocolo del los 20 Test y como estímulo Test en los protocolos de pulsos pareados. Como descrito en el apartado precedente se han realizado dos experimentos, cada uno en una sesión de estudio. - Experimento 1: efectos de la estimulación repetitiva cerebelosa tipo iTBS sobre la excitabilidad cortical (protocolo 20 Test), sobre la inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical (SICI/ICF) y sobre la inhibición cerebelo-cortical (CBI). - Experimento 2: efectos de la estimulación repetitiva cerebelosa tipo cTBS sobre la excitabilidad cortical (protocolo 20 Test), sobre la inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical (SICI/ICF) y sobre la inhibición cerebelo-cortical (CBI). En los dos experimentos, se han realizado, en condiciones basales, los protocolos de los 20 Test, de SICI/ICF y de CBI. Sucesivamente se ha efectuado la estimulación repetitiva cerebelosa tipo TBS (en una sesión en la modalidad continua-cTBS y en otra en modalidad intermitente-iTBS, con un orden casual). Inmediatamente después de la TBS (t0), y 20 minutos después (t20), se han repetido las medidas de los 20 Test, ! 26! SICI/ICF y CBI. El protocolo de los 20 Test se ha repetido una tercera vez, 40 minutos después (t40) de la TBS. El potencial evocado motor se ha registrado sobre el primer interóseo dorsal de la mano dominante, mediante electrodos de superficie. La amplitud del potencial evocado motor ha sido utilizada para los análisis. La señal electromiográfica ha sido amplificada (x1000) mediante un amplificador Digitimer D360 (Digitimer, UK) con banda de filtros entre 30 Hz y 1 kHz. La señal ha sido adquirida con una frecuencia de muestreo de 5 kHz mediante una interfaz CED 1401 (Cambridge Electronic Design, Cambridge, UK) y finalmente guardada en un ordenador mediante el software SIGNAL, para un análisis posterior. IV.1.3. Excitabilidad cortical. Potenciales evocados motores. La estimulación magnética se ha realizado con un MagStim (Magstim Co., Whitland, Dyfed, UK), conectado con una bobina en figura de 8 (70 mm de diámetro) posicionada sobre la corteza motora primaria. El punto de estimulación se ha marcado con un rotulador sobre el cuero cabelludo, para un correcto posicionamiento a lo largo de todo el estudio. Se han dado 20 estímulos (protocolo 20 Test) con un intervalo inter-estímulo de 5 ms. La intensidad de estimulación se estableció, al principio de la sesión, para que el potencial evocado motor resultante tuviese una amplitud de 1 mV, con el músculo relajado. Se ha utilizado la misma intensidad, en el protocolo 20 Test, después de la estimulación repetitiva en el tiempo 0, 20 y 40 minutos después (t0, t20 and t40). IV.1.4. Inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical (SICI/ICF). ! 27! Como en estudios previos (Carrillo et al. 2013), se han utilizado dos estimuladores MagStim 200, conectados a través de un módulo BiStim (MagStim Co., Whitland, Dyfed, UK) con una bobina en figura de 8 posicionada sobre la corteza motora primaria. La bobina daba dos estímulos: un estímulo Test y un estímulo condicionante. La intensidad del estímulo condicionante era el 80% del umbral motor activo. El estímulo condicionante precedía al Test de siete intervalos inter-estímulos diferentes: 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 ms. Los intervalos de 1, 2, 3 y 5 ms son inhibidores (SICI), mientras que los intervalos de 7, 10 y 15 ms son facilitadores (ICF) (Terao y Ugawa 2002, Hallett 2000). Por lo tanto había ocho condiciones: estímulo condicionante más Test, con siete diferentes intervalos inter-estímulos, y una condición con sólo el estímulos Test. Por cada condición se han grabado 10 respuestas, salvo por la condición del Test, donde se han grabado 20, por un total de 90. El orden de las diferentes condiciones era casual. Como en todos los protocolos la intensidad del estímulo Test era la intensidad necesaria para obtener un potencial evocado motor de aproximadamente 1 mV con el músculo relajado. IV.1.5. Inhibición cerebelo-cortical La estimulación magnética se ha realizado con dos MagStim 200, cada uno conectado con una bobina en figura de ocho (70 mm de diámetro). Una bobina estimulaba la corteza motora primaria y la segunda bobina se posicionaba sobre el cerebelo contralateral para el estímulo condicionante, 3 cm lateral y 1 cm caudal respecto al inion (Carrillo et al. 2013, Ugawa et al. 1995). El estímulo condicionante cerebeloso precedía el Test de 5 intervalos diferentes (3, 5, 7, 9, 15 ms). Había 6 diferentes condiciones, correspondientes a los cinco diferentes intervalos inter-estímulos más una condición con sólo el estímulo Test. Se han adquirido 10 respuestas por cada ! 28! intervalo y 20 condiciones Test (70 en total). El orden de las distintas condiciones fue casual. Se estudió la conectividad entre el cerebelo derecho y la corteza motora primaria izquierda. Sólo en los dos sujetos zurdos, para estudiar también en ellos el hemisferio dominante, se ha estudiado la conectividad entre cerebelo izquierdo y corteza motora primaria derecha. La intensidad del estímulo condicionante cerebeloso era el 90% del umbral motor de reposo obtenido sobre la corteza motora primaria ipsilateral. IV.1.6. Estimulación repetitiva Para la estimulación repetitiva, tipo “TBS” (continua e intermitente), se ha utilizado un estimulador magnético MagStim Super Rapid (Magstim Co., Whitland, Dyfed, UK) conectado a una bobina en forma de 8 (70 mm de diámetro), posicionado sobre el hemisferio cerebeloso, con la misma coordenadas utilizada para el protocolo de inhibición cerebelosa, como en estudios previos (Koch et al. 2008 (b), Carrillo et al. 2013). La intensidad de la estimulación repetitiva era el 80% del umbral motor activo (Rothwell 1997). ! 29! IV.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria (este trabajo está publicado: apéndice III) IV.2.1. Sujetos Se han reclutado catorce pacientes afectos por una distonía cervical (9 mujeres, 5 hombres, edad media 48 ± 14 años, duración media de la enfermedad 8 ± 5 años, diestros) desde las consultas de trastornos del movimientos del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla (Tabla 2). Neurólogos expertos en trastornos del movimiento han realizado el diagnóstico. La valoración incluía dos escalas, una específica para la distonía cervical, la Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale (TWSTRS) y una escala de distonía, la Burke-Fahn-Marsden Dystonia Rating Scale (BFMDRS). La sesión de estimulación magnética transcraneal se he realizado al menos tres meses después de la última inyección de toxina botulínica. Los otros medicamentos se han interrumpido 48 horas antes de la prueba. Se han reclutado como controles catorce sujetos sanos (8 mujeres y 6 hombres, 48 ± 15 años, diestros). El estudio fue aprobado por el comité ético y todos los sujetos firmaron el consentimiento informado. ! 30! Tabla 2. Conectividad parieto-motora. Características clínicas de los pacientes con distonía cervical Nº Sexo Edad (años) Duración distonía (años) TWSTRS BFMDRS Mano dominante Desviación cefálica Tratamiento (mg/día) 1 H 39 3 26.7 13.5 D/I BT 2 M 34 15 16 12 D/D BT 3 H 34 9 40.75 17.5 D/D BT 4 H 32 15 32.25 8 D/D BT 5 H 32 5 55.75 22 D/D BT, Clonazepam (2) 6 M 44 3 44 25 D/I BT, Clonazepam (10) 7 M 48 8 22.5 7.5 D/I BT 8 M 68 10 32 6 D/I BT 9 H 64 16 36 26 D/D BT, Trihexyphenidyl (6) 10 M 66 9 9.75 21 D/I Trihexyphenidyl (6) 11 M 55 2 12 1.5 D/D BT 12 M 68 4 30.75 23.5 D/I BT 13 M 40 2 31 38.2 D/D BT 14 M 48 8 25 39.5 D/I BT H: hombre, M: Mujer, D: derecha, I: izquierda, BT: toxina botulínica, TWSTRS: Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale, BFMDRS: Burke-Fahn-Marsden Dystonia Rating Scale. ! 37! En el caso de una significatividad estadística con el ANOVA, se utilizaba un test t de Student con la corrección de Bonferroni para los análisis sucesivos. El test de Mauchly’s se ha utilizado para examinar la esfericidad de los datos y la corrección de Greenhouse-Geisser para los datos no esféricos. Se ha considerado significativo un valor de P < 0,05. Los análisis estadísticos se han realizado con un software IBM SPSS 20. ! 38! V. RESULTADOS V.1. Conectividad entre cerebelo y corteza motora primaria V.1.1. Datos demográficos e intensidades de la estimulación magnética No se encontraron diferencias significativas de los datos demográficos entre pacientes y controles. El umbral motor de reposo, el umbral motor activo y la intensidad de estimulación para los protocolos de estimulación repetitiva tampoco diferían entre los dos grupos (P = 0.17, P = 0,13, y P = 0.32 respectivamente). El valor medio del umbral de reposo fue de 37,8% ± 5,6 (de la máxima intensidad erogada por el estimulador) en los controles y 41,3% ± 8,1 en los pacientes. El umbral motor activo fue de 30,3% ± 3,7 en los controles y 33,2 ± 5,2 en los pacientes. La intensidad de estimulación para los protocolos de estimulación repetitiva fue de 33,1% ± 5,1 en los controles y 35,0% ± 4,9 en los pacientes. V.1.2. Inhibición intra-cortical a intervalo corto y facilitación intra-cortical En condiciones basales, controles y pacientes diferían por la amplitud del potencial evocado motor cuando el intervalo inter-estímulo era de 5 ms (P = 0,014). Mientras que en los controles la amplitud del potencial evocado motor era inferior respecto al Test (0,74), demostrando una inhibición con este intervalo, en los pacientes no se observaba esta inhibición (amplitud del potencial evocado motor 1,13 respecto al Test) (Figura 9A). V.1.3. Inhibición cerebelo-cortical ! 39! En condiciones basales, controles y pacientes diferían por la amplitud del potencial evocado motor cuando el intervalo inter-estímulo era de 5 ms (P = 0,009). Con este intervalo inter-estímulo, en los controles, un pulso condicionante cerebeloso era capaz de inhibir la amplitud del potencial evocado motor (0,75 respecto al Test), mientras que en los pacientes no se observaba esta inhibición (1,01 respecto al Test) (Figura 9B). Se han puesto en relación los valores neurofisiológicos obtenidos a 5 ms con las escalas clínicas. La relación no ha resultado significativa. La tendencia observada era que a mayor inhibición cerebelosa (situación más próxima a los sujetos sanos) correspondía una menor puntuación en las escalas (mejor situación clínica). ! 40! Figura 9A: Inhibición intra-cortical a intervalo corto/facilitación intra-cortical (SICI/ICF) en condiciones basales, antes de la estimulación repetitiva. En cada sujeto se ha calculado la media de los valores obtenidos antes de la iTBS y cTBS. *: P < 0,05. Las barras de error representan el error standard ! 41! Figura 9B: Inhibición cerebelo-cortical (CBI) en condiciones basales, antes de la estimulación repetitiva. En cada sujeto se ha calculado la media de los valores obtenidos antes de la iTBS y cTBS. *: P < 0,05. Las barras de error representan el error standard ! 42! V.1.4. Estimulación repetitiva cerebelosa tipo iTBS Los resultados están resumidos en las Figuras 10. En el protocolo excitabilidad cortical (20 Test) se observó una interacción significativa del “TIEMPO x GRUPO” (P = 0,24, F = 3,852). La iTBS tenía un efecto facilitador en los controles (Figura 10A) y no en los pacientes. En las comparaciones por pareja se observaba una diferencia significativa en t20 (P = 0,005) y t40 (P = 0,043). En el protocolo inhibición intra-cortical a intervalo corto/facilitación intracortical, la iTBS no tuvo efectos significativos en ninguno de los dos grupos (Figuras 10B y 10C). En los pacientes se observó una tendencia, no significativa, a una reducción de la facilitación intra-cortical (7, 10 y 15 ms) inmediatamente después de la iTBS. En el protocolo de inhibición cerebelo-motora, la iTBS no era capaz de producir cambios significativos ni en los pacientes ni en los controles (Figuras 10D y 10E). ! 43! Figura 10 A: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre la excitabilidad cortical. 20T: protocolo de los 20 Test. PRE: antes de la iTBS, t0: inmediatamente después de la iTBS; t20: 20 minutos después de la iTBS; t40: 40 minutos después de la iTBS. *: P < 0,05. Las barras de error representan el error estándar. ! 44! Figura 10 B: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre los circuitos intra-corticales en el grupo de controles. SICI/ICF: inhibición cortical a intervalo corto y facilitación intracortical. PRE: antes de la iTBS, t0: inmediatamente después de la iTBS; t20: 20 minutos después de la iTBS. Eje horizontal: estímulo Test y los diferentes intervalos interestímulos. Las barras de error representan el error estándar. ! 45! Figura 10 C: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre los circuitos intra-corticales en el grupo de pacientes. SICI/ICF: inhibición cortical a intervalo corto y facilitación intracortical. PRE: antes de la iTBS, t0: inmediatamente después de la iTBS; t20: 20 minutos después de la iTBS. Eje horizontal: estímulo Test y los diferentes intervalos interestímulos. Las barras de error representan el error estándar. ! 46! Figura 10 D: Efectos de la iTBS cerebelosa sobre la inhibición cerebelo-motora (CBI) en el grupo de controles. PRE: antes de la iTBS, t0: inmediatamente después de la iTBS; t20: 20 minutos después de la iTBS. Eje horizontal: estímulo Test y los diferentes intervalos inter-estímulos. Las barras de error representan el error estándar. ! 53! Figura 11 E: Efectos de la cTBS cerebelosa sobre la inhibición cerebelo-motora (CBI) en el grupo de pacientes. PRE: antes de la cTBS, t0: inmediatamente después de la cTBS; t20: 20 minutos después de la cTBS. Eje horizontal: estímulo Test y los diferentes intervalos interestímulos. Las barras de error representan el error estándar. ! 54! V.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria V.2.1 Datos demográficos e intensidades de la estimulación magnética No se encontraron diferencias significativas de los datos demográficos entre pacientes y controles. Los umbrales motores de reposo y las intensidades de estimulación (para el estímulo Test) tampoco diferían entre los dos grupos (P = 0.92 y P = 0.98 respectivamente). El valor medio del umbral de reposo fue 41,2% ± 6,4 (de la máxima intensidad erogada por el estimulador) en los controles y 41,0% ± 6,9 en los pacientes. La intensidad de estimulación (estímulo Test) fue de 51,2% ± 8,6 en los controles y 51,1% ± 7,8 en los pacientes. V.2.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria El análisis estadístico mostró dos interacciones significativas: “GRUPO” x “ISI” (F = 2.890; P = 0.011) y del “GRUPO” x “ISI” x “INTENSIDAD” (F = 2.184; P = 0.012). Los análisis sucesivos, con el test t de Student, mostraron una diferencia significativa entre controles y pacientes cuando la intensidad del estímulo condicionante era el 90% del umbral motor de reposo y el intervalo inter-estímulos 4 ms (P < 0,001) (Figura 12, A y B). Los controles mostraron un efecto del doble pulso en el sentido de una facilitación del potencial evocado motor gracias al estímulo condicionante al 90% del umbral motor de reposo y con un intervalo inter-estímulos de 4 ms (P = 0,011), mientras que ningún efecto fue observado en los pacientes. No se observaron diferencias significativas entre controles y pacientes con las otras intensidades del estímulo condicionante ni con otros intervalos inter-estímulos. ! 55! Figura 12. Interacción parieto-motora, con el estímulo condicionante parietal al 90% del umbral motor de reposo. (A) Un estímulo condicionante sobre la corteza parietal posterior (PPC) es capaz de modificar la amplitud del potencial motor evocado en corteza motora primaria (M1) en controles, pero no en pacientes con distonía cervical, cuando el intervalo inter-estímulos (ISI) es de 4 ms y la intensidad del estímulo condicionante el 90% del umbral motor de reposo. Los valores de los MEP están normalizado al estímulo Test. Las barras de error representan el error estándar. *P < 0,05. (B) Amplitud del potencial evocado motor (MEP), con ISI de 4 ms, en controles y pacientes. Las barras horizontales representan la media y el 95% del intervalo de confianza. ! 56! V.2.3. Tiempo de reacción El tiempo de reacción y el tiempo de movimiento, tanto hacia la derecha como hacia la izquierda era menor de manera significativa en los controles que en los pacientes (P < 0,007, Figuras 13 A y 14 A). Ambos grupos, controles y pacientes, mostraron menores tiempos de movimientos hacia la izquierda que hacia la derecha (P < 0,0001 en los pacientes y P = 0,002 en los controles) sin diferencias en los tiempos de reacción. No se observó una relación entre el tiempo de reacción y el tiempo de movimiento en ninguno de los dos grupos. Por cada sujeto se analizó la correlación entre la amplitud del potencial evocado motor -MEP- (con la intensidad del estímulo condicionante al 90% del umbral motor de reposo y el intervalo inter-estimulo de 4 ms) y el tiempo de reacción y de movimiento. En los controles la amplitud del MEP no estaba en relación ni con el tiempo de reacción ni con el tiempo de movimiento. Sin embargo, en los pacientes con distonía cervical, la amplitud del MEP tenía una relación con el tiempo de movimiento tanto hacia la izquierda (P = 0,016, r = - 0,674) como hacia la derecha (P = 0,032, r = - 0.619), pero no con los tiempos de reacción (Figuras 13 B, 13 C y 14 B, 14 C). No se observaron diferencias entre los dos grupos en los errores de decisión (por ej. el código de sonido indicaba moverse hacia la izquierda y el sujeto se movió hacia la derecha o viceversa). No hubo errores de anticipación (tiempo de reacción menor de 150 ms), ni errores de omisión (el sujeto no se movió después de la señal de salida) y tampoco hubo respuestas alargadas definidas como un tiempo de reacción más un tiempo de movimiento mayor de 2 segundos. Entre los pacientes no se observó una relación significativa entre las escalas clínicas (TWSTRS, BFMDRS), el lado de la desviación cefálica, la edad con la amplitud del potencial evocado motor o con el tiempo de reacción y de movimiento. ! 57! Figura 13 A. Movimientos hacia la izquierda. Tiempo de reacción y tiempo de movimiento. Los pacientes tienen mayores tiempos de reacción y de movimiento respecto a los controles. *P < 0,05. ! 58! Figura 13 B. Relación entre el tiempo de reacción en los movimientos hacia la izquierda y la amplitud del potencial evocado motor (MEP), siendo el intervalo interestímulos –ISI- de 4 ms y la intensidad del condicionante el 90% del umbral motor de reposo. No se ha observado una relación significativa con el tiempo de reacción. ! 59! Figura 13 C. Relación entre el tiempo de movimiento en los movimientos hacia la izquierda y la amplitud del potencial evocado motor (MEP), siendo el intervalo interestímulos –ISI- de 4 ms y la intensidad del condicionante el 90% del umbral motor de reposo. Una relación significativa se ha observado sólo en los pacientes, entre la amplitud del MEP y el tiempo de movimiento (P = 0,016, r = -0,674, línea continua en la figura) ! 60! Figura 14 A. Movimientos hacia la derecha. Tiempo de reacción y tiempo de movimiento. Los pacientes tienen mayores tiempos de reacción y de movimiento respecto a los controles. *P < 0,05. ! 61! Figura 14 B. Relación entre el tiempo de reacción en los movimientos hacia la derecha y la amplitud del potencial evocado motor (MEP), siendo el intervalo inter-estímulos – ISI- de 4 ms y la intensidad del condicionante el 90% del umbral motor de reposo. No se ha observado una relación significativa con el tiempo de reacción. ! 62! Figura 14 C. Relación entre el tiempo de movimiento en los movimientos hacia la derecha y la amplitud del potencial evocado motor (MEP), siendo el intervalo interestímulos –ISI- de 4 ms y la intensidad del condicionante el 90% del umbral motor de reposo. Una relación significativa se ha observado sólo en los pacientes, entre la amplitud del MEP y el tiempo de movimiento (P = 0,032, r = -0,619, línea continua en la figura) ! 69! Para concluir esta sección, el presente estudio aporta evidencias de una alteración de la conectividad cerebelo-motora en situaciones basales así como de una alteración de la plasticidad de esta vía. La alteración de la plasticidad es patente si analizamos la excitabilidad cortical después de la estimulación repetitiva cerebelosa, tanto en términos de disminución de los efectos, como en términos de pérdida de especificidad (facilitación o inhibición según el protocolo utilizado – iTBS vs cTBS). Desde el punto de vista neurofisiólgico estudiado, la estimulación repetitiva cerebelosa tampoco es capaz de restaurar una conectividad cerebelo-motora normal, por lo menos después de una sesión única de Theta Burst Stimulation. Desde el punto de vista de las futuras aplicaciones clínicas, la iTBS tiene un comportamiento más imprevisible en pacientes, alejándose más de los efectos registrados en controles. Por lo tanto la iTBS es probablemente una peor elección en el caso de una estimulación repetitiva cerebelosa con finalidades terapéuticas. ! 70! VI.2. Conectividad entre corteza parietal posterior y corteza motora primaria. Este trabajo demuestra que la conectividad entre la corteza parietal posterior y la corteza motora primaria está alterada en pacientes con distonía cervical y que esta disfunción está en relación con el aumento del tiempo de movimiento en la tarea motora propuesta. El estudio de la conectividad parieto-motora utilizando la estimulación magnética transcraneal es una metodología bien establecida tanto en sujetos sanos (Koch et al. 2007, Koch et al. 2008 (a), Koch et al. 2010) como en pacientes neurológicos (Palomar et al. 2013, Koch et al. 2008 (c), Koch et al. 2008 (d)). La activación de las proyecciones neuronales intra-corticales entre el lobo parietal inferior y/o el surco intraparietal y que terminan en la corteza motora primaria son probablemente las responsables de la respuesta precoz (4-8 ms) obtenida con este protocolo de estimulación (Koch et al. 2007). La transmisión de la información utilizaría las fibras del fascículo longitudinal superior (Makris et al. 2005), de manera directa o indirecta a través de la corteza pre-motora ventral ipsilateral (Koch et al. 2010). En nuestro estudio, cuando la intensidad del estímulo condicionante era el 90% del umbral motor de reposo y el intervalo entre condicionante y Test era de 4 ms, el potencial evocado motor aumentaba de amplitud en controles sanos pero no en los pacientes, sugiriendo una disfunción de la conectividad córtico-cortical parieto-motora en pacientes con distonía primaria cervical. La disfunción parieto-motora no se puede explicar con un diferente umbral de activación de esta vía, dado que diferentes intensidades del estímulo condicionante (70% y 110% del umbral motor de reposo) no son capaces de modular la respuesta motora. Sin embargo es posible que el conjunto neuronal de la corteza parietal posterior sufra cambios intrínsecos, pérdida de función, o que la trasmisión de la información a la ! 71! corteza motora ipsilateral sea anormal. Un estudio previo, utilizando la resonancia magnética funcional reveló una menor activación parietal durante los movimientos en pacientes con distonía cervical (de Vries et al. 2012). También utilizando técnicas de imagen funcional se ha demostrado una alteración de los circuitos parietales y premotores en pacientes con espasmo del escribiente, en reposo e independientemente de la tarea motora (Delnooz et al. 2012). Nuestro estudio confirma y amplía estos hallazgos demostrando, con un protocolo de estimulación magnética, una disfunción del circuito parieto-motor en pacientes con distonía cervical. Se podría valorar también la hipótesis que los mismos circuitos de la corteza motora primaria pueden ser responsable de la alteración de la respuesta observada. Sin embargo la excitabilidad de la corteza motora primaria no parece alterada de forma significativa en los pacientes dado que los umbrales motores de reposo así como la intensidad utilizada en el Test no difieren en los dos grupos. Tiempos de inicio y de ejecución de los movimientos más lentos se han descrito en pacientes con distonía idiopática de torsión (Jahanshahi et al. 2001) y, de forma similar, se han observado movimientos cefálicos más lentos en pacientes con distonía cervical (Carboncini et al. 2004, Boccagni et al. 2008, Gregori et al. 2008, De Beyl y Salvia 2009). En un estudio con distonía cervical se ha demostrado una alteración de la coordinación visuo-espacial en los movimientos de grandes grupos musculares (posicionamiento del cuerpo y tronco) y también una reducción de la velocidad de distintos segmentos corporales (en particular del tronco) que conllevaba una prolongación del tiempo para alcanzar los objetivos diana. Esto apoyaría la hipótesis de que exista una bradicinesia en los pacientes con distonía cervical (Anastasopoulos et al. 2013). Como esperado, en nuestro grupo de pacientes, encontramos un aumento del tiempo de reacción y de movimiento. El tiempo de movimiento estaba también en ! 72! relación con la amplitud del potencial evocado motor (4 ms de intervalo inter-estímulo con intensidad del estímulo condicionante al 90% del umbral motor de reposo), perfilando un rol de la disfunción parietal en el desarrollo de la bradicinesia observada. Sin embargo el diseño del estudio no permite establecer una relación de causa efecto entre la alteración neurofisiológica y el aumento del tiempo de movimiento. Aplicar la estimulación magnética durante la tarea motora o modular la excitabilidad de la corteza parietal mediante estimulación repetitiva podría constituir la metodología de estudios futuros para confirmar una relación causal entre alteración neurofisiológica y bradicinesia. El rol de la conexión parieto-motora en la fisiopatología de la bradicinesia ha sido también sugerido en pacientes con enfermedad de Parkinson y utilizando un protocolo similar (Palomar et al. 2013). Esta analogía tiene que ser valorada cuidadosamente por al menos dos razones. En primer lugar la naturaleza de la bradicinesia puede ser diferentes en las dos condiciones. En los pacientes con distonía cervical, la estrecha relación entre la velocidad cefálica y la velocidad de los movimientos del tronco (Anastasopoulos et al. 2013) va a favor que la bradicinesia sea de alguna forma “secundaria” a la disminución de la velocidad de los movimientos cefálicos, en oposición a la bradicinesia “primaria” en los Parkinsonismos. En segundo lugar, la analogía podría sugerir que la disfunción parieto-motora y su relación con la lentitud de movimiento constituyan una característica inespecífica. Si es presente en diferentes trastornos del movimiento podría representar un epifenómeno de una alteración de los circuitos neuronales donde los ganglios basal representarían una estructura implicada en ese contexto. Sería interesante que futuros estudios intentaran extender estos resultados a otros tipos de distonía o a otros trastornos del movimiento. En nuestros pacientes no podemos excluir un defecto en distintos niveles, que van desde la decisión del movimiento (derecha o izquierda), pasan por la programación ! 73! del mismo, la capacidad de iniciar el movimiento lo más rápido posible y llegan hasta la integración visuo-motora durante el movimiento. En este sentido una alteración de la función parietal podría afectar a todos estos componentes (Van Der Werf et al. 2010, Vicario et al. 2013), procurando una suma progresiva de retardos que van desde la primera idea del movimiento hasta el momento de alcanzar el objetivo deseado. En efecto nuestros pacientes con distonía cervical muestran un aumento del tiempo de movimiento y también del tiempo de reacción, mientras que en los pacientes con Parkinson los tiempos de reacción no estaban alterados (Palomar et al. 2013). Además se conoce que la excitabilidad cortical motora está alterada en los instantes que preceden el inicio del movimiento en pacientes con distonía focal de miembro superior (Gilio et al. 2003). Ellos no pueden reclutar de forma normal los grupos neuronales o los circuitos necesarios para la ejecución del movimiento y esto podría contribuir a aumentar el tiempo de reacción. Cuando analizamos las diferencias derecha-izquierda, observamos que los tiempos de movimientos hacia la izquierda eran menores respecto a los tiempos de movimientos hacia la derecha, en ambos grupos. Para explicarlo hay que considerar la estructura del experimento. Para alcanzar el punto de la derecha el brazo izquierdo realizaba un desplazamiento mayor que para alcanzara el punto de la izquierda, y el hecho de que tiempos de movimientos hacia la derecha eran mayores que hacia la izquierda, tanto en pacientes como en controles, confirma esta hipótesis. Es interesante destacar que encontramos una relación de los datos neurofisiológicos, con estimulación magnética del hemisferio derecho, tanto en los movimientos hacia el espacio ipsilateral como contralateral, mientras que una relación funcional había sido demostrada, en sujetos sanos, sólo en dirección contralateral (Koch et al. 2008 (a)). La disfunción parietal podría ser bilateral y similar en los dos ! 74! hemisferios y por esto estar asociada a un aumento bilateral del tiempo de reacción o, como remarcado antes, constituir una alteración inespecífica en el contexto de una alteración de circuitos con otras estructuras implicadas. Elegimos explorar la conectividad parieto-motora en el hemisferio cerebral derecho porque, aunque la facilitación obtenida con este protocolo está presente bilateralmente, en el hemisferio izquierdo los tiempos son levemente diferentes (Koch et al. 2007) y los efectos levemente reducidos en término de facilitación relativa (Koch et al. 2008 (a)). La falta de correlación de los parámetros neurofisiológicos y de la tarea motora con las escalas clínicas reflejaría una sensibilidad reducida de las escalas en detectar sutiles cambios neurofisiológicos y clínicos durante tareas específicas y que la disfunción parieto-motora representaría un fenómeno no necesariamente correlato con las escalas. Finalmente tanto en el grupo de controles como en los pacientes no observamos una interacción parieto-motora tardía (15 ms) (Koch et al. 2007, Koch et al. 2010, Davare et al. 2010). Como observado en estudios previos (Palomar et al. 2013), cambios de la actividad de áreas motoras no primarias en relación con la edad (Talelli et al. 2008) pueden explicar estas diferencias. Una limitación del estudio es la manera de individuar el punto de estimulación sobre la corteza parietal. Como en estudios previos (Palomar et al. 2013), utilizamos el sistema internacional 10-20 para localizar el punto de estimulación y gracias al Brainsight aseguramos un desplazamiento mínimo a lo largo de todo el estudio. Existe la posibilidad de que no hayamos localizado de forma óptima en todos los sujetos el punto de la corteza parietal que garantiza la facilitación. Sin embargo utilizamos el ! 75! mismo procedimiento en los pacientes y en los controles y sería dudoso atribuir las diferencias encontradas a una mejor localización en un grupo respecto a otro. ! 76! VII. CONCLUSIONES 1. La aplicación de un estímulo condicionante cerebeloso es capaz de inhibir el potencial motor evocado en la corteza motora primaria en sujetos sanos mientras que este fenómeno no se observa en pacientes con distonía primaria cervical. 2a. La estimulación repetitiva cerebelosa tipo iTBS es capaz de provocar un aumento de amplitud del potencial evocado motor en sujetos sanos. En el grupo de pacientes la amplitud del potencial evocado motor no cambia de forma significativa tras la aplicación de la iTBS cerebelosa. 2b. La iTBS cerebelosa no provoca cambios significativos sobre los mecanismos de inhibición y facilitación intra-corticales, estudiados con el protocolo SICI/ICF, ni en el grupo de pacientes ni en el grupo de controles. 2c. La iTBS cerebelosa no provoca cambios significativos sobre la conexión cerebelo-cortical que, tanto el grupo de pacientes como el grupo de controles, tienen en situaciones basales. 3a. La estimulación repetitiva cerebelosa tipo cTBS es capaz de provocar una disminución de amplitud del potencial evocado motor en sujetos sanos. En los pacientes no se observa este efecto. 3b. La cTBS cerebelosa no provoca cambios significativos sobre los mecanismos de inhibición y facilitación intra-corticales, estudiados con el protocolo SICI/ICF, ni en el grupo de pacientes ni en el grupo de controles. 3c. La cTBS cerebelosa provoca la pérdida de la inhibición entre cerebelo y corteza motora primaria en sujetos sanos. La cTBS cerebelosa no es capaz de modificar la conexión cerebelo-cortical de los pacientes, que está alterada en condiciones basales. 4. La aplicación de un estímulo condicionante magnético en corteza parietal posterior es capaz de provocar un aumento de amplitud del potencial motor evocado en ! 77! corteza motora primaria en los sujetos sanos. Este fenómeno no se observa en los pacientes. 5. Los pacientes presentan tiempos de reacción y de movimientos más lentos que los sujetos sanos. 6. En los pacientes con distonía cervical, la amplitud del potencial evocado motor en el protocolo de conectividad parieto-motora está en relación con el tiempo de movimiento registrado en la tarea motora. ! 78! VIII. BIBLIOGRAFÍA Abbruzzese G, Marchese R, Buccolieri A, Gasparetto B, Trompetto C. Abnormalities of sensorimotor integration in focal dystonia: a transcranial magnetic stimulation study. Brain. 2001;124:537-45. Amadio S, Houdayer E, Bianchi F, Tesfaghebriel Tekle H, Urban IP, Butera C, Guerriero R, Cursi M, Leocani L, Comi G, Del Carro U. Sensory tricks and brain excitability in cervical dystonia: a transcranial magnetic stimulation study. Mov Disord. 2014;29(9):1185-8. Anastasopoulos D, Ziavra N, Pearce R, Bronstein AM. Trunk bradykinesia and foveation delays during whole-body turns in spasmodic torticollis. J Neurol. 2013;260:2057-65. 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