Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

POSSIBILITIES OF USING THE TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION METHOD IN THE TREATMENT OF CHRONIC PAIN SYNDROMES

Pospelova M.L. 1 Kasumova A.A. 1 Fionik O.V. 1 Alekseeva T.M. 1 Samochernykh K.A. 1 Krasnikova V.V. 1
1 Almazov National Medical Research Centre
Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a modern and promising method in the treatment of many difficult-to-cure diseases, including chronic pain syndromes of different etiology. The principle of TMS is to stimulate the nervous tissue by depolarizing the neuron membrane by an induced magnetic field, resulting in an action potential and propagation along the pathways. This method affects the pathogenetic mechanisms of the forming of chronic pain by modulating the processes of neuroplasticity, activating and inhibiting effects on the excitability of the cerebral cortex, inducing neurogenesis and synaptogenesis. This article reviews 47 modern Russian and foreign original articles about these issues and shows modern data about the effectiveness of TMS for the treatment of migraine, fibromyalgia, pain in peripheral neuropathy, nerve root damage, pharmacoresistant chronic pain and tension-type headache and also considers the prospects for its use in clinical medicine. Researches show that TMS is a safe method of non-drug treatment of chronic pain syndrome which can significantly improve the patient's quality of life, reduce the severity of pain, and expand the usual conservative therapy regimens in the doctor's practice.
chronic pain syndrome
transcranial magnetic stimulation
neuroplasticity

По определению экспертов Международной ассоциации по изучению боли, хронической является боль длительностью более трех месяцев и продолжающаяся сверх нормального периода заживления тканей [1]. В отличие от острой боли, обладающей защитной функцией, хроническая боль - дезадаптивный процесс, негативно влияющий на многие системы организма. Являясь сильным стрессором, она может значительно увеличить аллостатическую нагрузку на физиологические и психологические системы для поддержания гомеостаза, что приводит к пагубным последствиям для здоровья и эмоционального благополучия [2]. Хроническая боль широко распространена, существенно снижает работоспособность и качество жизни, нарушает повседневную активность и является причиной огромных расходов в системе здравоохранения [3].

Несмотря на постоянный рост числа анальгезирующих фармацевтических средств и на широкий спектр физиотерапевтических, нейрохирургических, психотерапевтических методов, эффективность лечения пациентов, страдающих различными видами болевых синдромов, остается недостаточной. Основной принцип решения этой проблемы состоит в необходимости изменения концептуального подхода к понятию хронической боли -  не как к симптому болезни, а как к самостоятельному патологическому процессу либо заболеванию [4].

По данным исследования Breivik et al., около 20% населения стран Западной Европы страдают хроническими неонкологическими болевыми синдромами различной локализации [5]. В 2013 году был проведен крупномасштабный статистический анализ глобального бремени болезней (The Global Burden of Disease), в результате которого выяснилось, что хроническая боль в пояснице, боли в шее и мигрени являлись одними из ведущих причин нетрудоспособности и инвалидизации в мире [6].

Хроническая боль трудно поддается лечению вследствие сложных патофизиологических и психологических механизмов ее развития [3]. Фармакологические средства в этом случае не всегда эффективны, к тому же имеют множество побочных действий и повышают лекарственный абузус [7].  Таким образом, сегодня остается актуальным вопрос разработки эффективных стратегий терапии хронической боли.

В настоящее время все чаще применяются немедикаментозные методики в лечении данной патологии. В частности, перспективным направлением является транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС).  Данный метод исследования проводящих двигательных систем головного и спинного мозга был внедрен в медицинскую практику как диагностический инструмент с середины 80-х гг. ХХ века  [8],  и на сегодняшний день имеются перспективные исследования об эффективности применения в лечении ряда неврологических заболеваний. Действие ТМС реализуется за счет модулирования процессов возбуждения и торможения в нейрональных сетях и изменения функциональной активности нервной системы [9]. Исследования показывают, что применение ТМС может значительно улучшить качество жизни пациента, снизить выраженность болевого синдрома, расширить привычные схемы консервативной терапии в практике врача. В данном обзоре рассмотрены возможности применения ТМС при хронических болевых синдромах.

Целью исследования было обобщение современных представлений об эффективности применения транскраниальной магнитной стимуляции при  хронических болевых синдромах.

Проведен обзор современных отечественных и зарубежных оригинальных статей по указанной проблематике. Общее количество проанализированных источников – 47 (за последние 5 лет - 24).

Патогенетические механизмы формирования хронического болевого синдрома

Для разработки эффективных стратегий терапии хронической боли важно понимать патогенетические механизмы ее развития. Независимо от первоначальной причины, она возникает вследствие ряда изменений в центральной и периферической нервной системе на фоне длительной ноцицептивной стимуляции [10].

Эти изменения включают в себя последовательные патофизиологические процессы: периферическую сенситизацию, антидромное нейрогенное воспаление, активацию NMDA-рецепторов нейронов задних рогов спинного мозга, нарушения функции антиноцицептивной системы, центральную сенситизацию и возникновение очагов гиперактивных нейронов - генераторов патологического возбуждения. Сенситизация ноцицепторов (периферическая сенситизация) возникает вследствие действия веществ, обладающих провоспалительным эффектом (простагландины, цитокины, биогенные амины, нейрокинины и др.), которые выделяются из поврежденной ткани, поступают из плазмы крови, а также секретируются из периферических терминалей С-ноцицепторов [11]. Эти химические соединения, взаимодействуя с соответствующими рецепторными белками, расположенными на мембране ноцицепторов, запускают каскад биохимических реакций, которые делают нервное волокно более возбудимым и более чувствительным к внешним раздражителям. Нейропептиды С-ноцицепторов (субстанция Р, нейрокинин А и др.), выделяясь при активации С-ноцицепторов, приводят к развитию «нейрогенного воспаления», вызывая расширение сосудов и увеличение их проницаемости. Кроме этого, они способствуют высвобождению из тучных клеток и лейкоцитов простагландинов, цитокинов и биогенных аминов, которые, в свою очередь, воздействуя на свободные нервные окончания ноцицепторов, повышают их возбудимость и замыкают патологический круг. Развивается центральная сенситизация (повышение возбудимости ноцицептивных нейронов в структурах ЦНС), которая приводит к вторичной гипералгезии [11].

В результате перечисленных механизмов формируется специфическая алгическая система - комплекс функциональных нейросетей на разном уровне ЦНС, которые обеспечивают различные компоненты болевой перцепции и поведения – «динамический болевой коннектом» [4]. С точки зрения коннектома (полное описание структуры связей нервной системы организма), боль рассматривается как специфический паттерн нейрональной активности [7; 12]. Исследования показывают, что во время боли активируются такие структуры мозга, как лобная и теменная доля, островок, гиппокамп, парагиппокампальная извилина, миндалевидное тело, передняя поясная кора [12]. Изменения коннективности в данных участках могут нести в себе функции модуляции болевого сигнала и эмоционального отклика [13].

Воздействие на данные звенья патогенеза хронических болевых синдромов является сложной и актуальной задачей. Особый интерес представляют немедикаментозные подходы терапии, обладающие хорошей переносимостью и минимальным количеством побочных эффектов.  В настоящее время достаточно широко среди немедикаментозных методов применяется метод транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС).

Транскраниальная магнитная стимуляция

Принцип ТМС заключается в исследовании проведения импульса по моторному пути нервной системы. Стимуляция нервной ткани достигается за счет деполяризации мембраны нейрона индуцированным магнитным полем, в результате чего возникает потенциал действия и распространяется по проводящим путям. Затем регистрируется вызванный моторный ответ (ВМО) с помощью электромиографа  [14].

Выделяют два режима стимуляции: высокочастотный и низкочастотный режимы ТМС.  Низкочастотный режим рТМС (частота стимуляции менее 1 Гц) модулирует активность тормозного медиатора гамма-аминомасляной кислоты и активирует межнейрональное ингибирование, снижая, таким образом, возбудимость церебральных нейронов [15]. Высокочастотный режим рТМС (частота стимуляции более 5 Гц) вызывает противоположный эффект, оказывая активизирующее влияние на ЦНС [15].

К эффектам биофизического воздействия ТМС относятся первичные физические процессы взаимодействия магнитного поля с частицами материи, электронами, атомами, молекулами. Заряженные частицы живого вещества, ионы и молекулы, участвующие в биофизических и биохимических процессах, являются  посредниками в передаче сигналов магнитного поля на следующий биохимический уровень. Биофизический механизм регуляции функциональной активности белков осуществляется с участием ионов и молекул-посредников, что приводит к смещению процессов метаболизма, а также к магнитным эффектам – молекулярным и нейронным. Молекулярные механизмы опосредованы изменением спина в элементарных реакциях радикалов, ионов и триплетных молекул. Они могут проявляться в процессах переноса электрона по цепи цитохромов и сопряженных с ними реакциях фосфорилирования, ферментативных и окислительно-восстановительных реакциях, изменении экспрессии генов [16; 17].

Таким образом, ТМС - нейрофизиологический метод, основанный на принципе электромагнитной индукции и заключающийся в стимуляции церебральных нейронов и последующей регистрации вызванных ответов при помощи электронейромиографии [18]. Данный метод в настоящее время широко применяется в клинической неврологии и нейрофизиологии благодаря безболезненности, хорошей переносимости и относительной методической простоте [9; 14].

Возможности применения ТМС в лечении хронического болевого синдрома

В последние 10 лет опубликован ряд метаанализов и систематических обзоров, посвященных изучению влияния рТМС при хронических болевых синдромах разной этиологии. На данный момент в базе PubMed представлено более 700 статей в терапии различных болевых синдромов методом ритмической ТМС [19]. ТМС включена в клинические рекомендации Российского общества по изучению боли как вспомогательный метод терапии нейропатической боли [20], в рекомендациях Международной ассоциации по лечению хронической боли ТМС не упоминается, однако данные многочисленных исследований в этой области указывают на клиническую эффективность методики.

Показана эффективность применения ТМС в лечении депрессии [21], нейрореабилитации после нарушений мозгового кровообращения, при моторном дефиците [22], афазии [23],  болезни Паркинсона [24], хроническом болевом синдроме [25].  Как при оценке в целом, так и при разделении на группы в зависимости от этиологии болевого синдрома отмечено достоверное снижение болевого синдрома у пациентов, получавших рТМС по сравнению с имитацией стимуляции [25]. При этом наибольший анальгетический эффект отмечался у пациентов с невралгией тройничного нерва (28,8%), чуть меньше – у пациентов с центральным постинсультным болевым синдромом (16,7%), травмой спинного мозга (14,7%), повреждением нервного корешка (10,0%) и периферического нерва (1,5%).

Применение ТМС при мигрени с аурой в режиме одноимпульсной высокочастотной (5 Гц и выше) стимуляции в области затылочной коры приводило к купированию приступа (рекомендовано управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов - FDA) [26-28].  В случае мигрени без ауры использование высокочастотной (5 и 10 Гц) стимуляции М1 левого полушария, дорсолатеральной префронтальной коры показало эффективность в виде уменьшения частоты, интенсивности болей, степени инвалидизации пациентов [29] и профилактики приступов (уменьшение частоты приступов и интенсивности боли в 2 раза по сравнению с плацебо) [29; 30].

Стимуляция низкочастотными импульсами (1 и 3 Гц) при хронической головной боли напряжения в области вертекса приводит к снижению интенсивности болевого синдрома [31], а высокочастотными импульсами 20 Гц снижает интенсивность боли по шкале ВАШ при нейропатии тонких волокон (диабетическая полинейропатия) [32].  При таких заболеваниях, как невралгия тройничного нерва и постгерпетическая невралгия, применялась высокочастотная стимуляция от 10 до 20 Гц, приводящая также к снижению интенсивности боли (по клиническим шкалам и субъективно) [33].  В случае с радикулопатией стимуляция низкочастотными импульсами в 10 Гц приводила к снижению интенсивности боли, изменению характера ощущения боли [34].  При высокочастотной стимуляции 10 Гц пациентам с фармакорезистентным хроническим болевым синдромом получены данные о снижении интенсивности боли [25].

Опубликовано несколько систематических обзоров и метаанализов изучения эффективности ТМС в лечении фибромиалгии. В большинстве работ продемонстрирован положительный результат высокочастотной стимуляции в виде уменьшения выраженности болевого синдрома, улучшения качества сна, уменьшения выраженности психоэмоциональных нарушений [35-38].

Согласно мнению Европейского совета экспертов, ТМС (ритмическая ТМС первичной моторной коры М1) имеет самый высокий уровень доказательности (уровень А)  при хронической невропатической боли различной этиологии [39-41], (проведение 5 процедур рТМС приводят к значительному обезболивающему эффекту, который сохраняется на протяжении месяца [42]) и может быть рекомендована как эффективный метод терапии этой патологии  [43].

Противопоказаниями для проведения ТМС являются различные устройства, которые могут повлиять на физиологические реакции организма, например слуховой аппарат, инсулиновая помпа, электроды [9; 20]. Среди наиболее частых побочных явлений отмечаются: головная боль, сонливость, синкопальные состояния, изменение настроения и когнитивных функций, развитие эпилептического приступа. Частота возникновения указанных явлений зависит как от параметров ТМС, так и от индивидуальных особенностей исследуемого (в том числе наличия различных заболеваний и приема лекарственных средств) [44; 45]. Так, мировой опыт проведения стимуляции сотням тысяч пациентов демонстрирует лишь единичные случаи возникновения эпилептического приступа во время или после применении высокочастотной рТМС (>10 Гц) [46], тогда как низкочастотный  режим стимуляции безопасен с этой точки зрения [47].

Заключение

Транскраниальная магнитная стимуляция является перспективным немедикаментозным методом лечения труднокурабельных хронических болевых синдромов. На сегодняшний день не отработан режим дозирования процедур, длительности, схем лечения и ряда показаний для применения. Дальнейшее применение этого эффективного и достаточно безопасного метода лечения требует более детального изучения его патогенетического механизма действия с учетом новых подходов в этиопатогенезе болевых синдромом и открытия «динамического болевого коннектома», выполненных на широких выборках пациентов с разными хроническими болевыми синдромами.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВОЗ – ВСЕМИРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

ГБН – ГОЛОВНАЯ БОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ХГБН – ХРОНИЧЕСКАЯ ГОЛОВНАЯ БОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ТМС - ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ СТИМУЛЯЦИЯ

РТМС - РИТМИЧЕСКАЯ ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ СТИМУЛЯЦИЯ

ВМО - ВЫЗВАННЫЙ МОТОРНЫЙ ОТВЕТ

ЦНС - ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Работа поддержана грантом Минобрнауки РФ 075-15-2020-901 на создание и развитие научных центров мирового уровня.