CC BY
2
DOI: 10.24412/2226-0757-2023-13043 КЛИНИЧеСКИй ОПЫТ
Терапевтическая транскраниальная магнитная стимуляция при постинсультных двигательных нарушениях: важность дифференцированного подхода
А.Г. Пойдашева, И.С. Бакулин, А.Х. Забирова, О.А. Кириченко, Н.А. Супонева, М.А. Пирадов
Ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция (рТМС) - метод неинвазивной стимуляции мозга, применение которого у пациентов с постинсультными двигательными нарушениями имеет высокий уровень убедительности доказательств в отношении эффективности в улучшении двигательного восстановления. Наиболее убедительные доказательства получены в отношении низкочастотной рТМС первичной моторной коры непораженного полушария. Однако применение стандартизированных протоколов рТМС без учета данных о сохранности кортикоспинального тракта ассоциировано с высокой вариабельностью клинического эффекта, что затрудняет внедрение метода в широкую практику. Среди альтернативных протоколов рТМС наиболее физиологически обоснованной представляется стимуляция премоторной коры непораженного полушария у пациентов с грубым повреждением кортикоспинального тракта. В рамках представленной работы в контексте существующих моделей межполушарных взаимодействий и их роли в двигательном восстановлении после инсульта приведены 2 клинических наблюдения, демонстрирующих вариабельность эффекта 2 протоколов навигационной рТМС у пациентов с разным объемом повреждения и различной степенью двигательного восстановления. Представленные клинические наблюдения подчеркивают важность стратификации пациентов и персонализированного подбора наиболее эффективного для них протокола стимуляции. Ключевые слова: постинсультные двигательные нарушения, транскраниальная магнитная стимуляция, персонали-зация.
Введение
Ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция (рТМС) - метод неинвазивной стимуляции мозга, модулирующий возбудимость стимулируемой зоны коры. Согласно существующим представлениям, механизмы долговременных эффектов рТМС основаны на индукции процессов, сходных с процессами синаптической пластичности, а именно долговременной потенциацией (long-term
ФГБНУ "Научный центр неврологии", Москва. Александра Георгиевна Пойдашева - канд. мед. наук, науч. сотр. группы неинвазивной нейромодуляции Института нейрореабилитации и восстановительных технологий.
Илья Сергеевич Бакулин - канд. мед. наук, ст. науч. сотр., рук. группы неинвазивной нейромодуляции Института нейрореабилитации и восстановительных технологий.
Альфия Ходжаевна Забирова - врач-невролог. Ольга Андреевна Кириченко - и.о. рук. отделения медицинской нейрореабилитации и физиотерапии Института нейрореабилитации и восстановительных технологий. Наталья Александровна Супонева - докт. мед. наук, член-корр. РАН, директор Института нейрореабилитации и восстановительных технологий. Михаил Александрович Пирадов - докт. мед. наук, академик РАН, директор Центра.
Контактная информация: Пойдашева Александра Георгиевна, alexandra.poydasheva@gmail.com
potentiation, LTP) и долговременной депрессией (long-term depression, LTD) [1]. В экспериментах, содержавших рТМС первичной моторной коры у здоровых субъектов, было продемонстрировано, что модальность оказываемого эффекта зависит от частоты предъявления стимулов: низкочастотная рТМС (наиболее часто используется частота 1 Гц) индуцирует процессы, сходные с LTD, и, таким образом, снижает возбудимость стимулируемого участка коры, тогда как высокочастотная рТМС (используются частоты 5, 10, 20 Гц), напротив, индуцирует процессы, сходные с LTP, и, соответственно, увеличивает возбудимость стимулируемой зоны [1, 2].
Возможность модуляции межполушарных взаимодействий обусловливает релевантность метода рТМС для пациентов с постинсультными двигательными нарушениями. Основой для определения зоны и частоты стимуляции у пациентов с постинсультным парезом в руке традиционно была модель "межполушарной конкуренции" [3, 4]. Согласно этой модели, в результате нарушения физиологического ингибирования пораженным полушарием непораженного развивается нарушение межполушарных взаимодействий, проявляющееся в гипервозбудимости непораженного полушария и избыточном ингибировании пораженного [5]. Соответственно, целью применения рТМС является ин-
гибирование первичной моторной коры непораженного полушария с использованием низкочастотного протокола стимуляции и/или активация первичной моторной коры пораженного полушария с использованием высокочастотного протокола стимуляции.
К настоящему времени проведено несколько десятков клинических исследований, направленных на изучение эффективности низкочастотной рТМС, на основании результатов которых разработаны рекомендации международной группы экспертов по применению рТМС в клинической практике [6]. Согласно рекомендациям, применение низкочастотной рТМС первичной моторной коры непораженного полушария в сроки до 6 мес имеет наивысший уровень убедительности доказательств А (определенно эффективно), в сроки более 6 мес - уровень убедительности доказательств С (возможно эффективно) [6]. Однако, несмотря на высокую доказательность в рамках научных исследований, внедрению метода в широкую клиническую практику препятствует в первую очередь высокая вариабельность эффекта [7]. Так, согласно недавнему ретроспективному исследованию, включавшему более 1200 пациентов, клинически значимого улучшения достигают только 39% пациентов, которым проводилась рТМС [8].
Одной из ведущих причин вариабельности эффекта может быть применение стандартизированного протокола стимуляции у всех пациентов без учета особенностей поражения и реорганизации двигательной системы. Помимо первичной моторной коры активно изучается эффективность стимуляции альтернативных мишеней, например премоторной коры непораженного полушария. Физиологическим обоснованием выбора премоторной коры служит наличие ипсилатеральных кортикоспинальных проекций, которые в условиях грубого поражения кортикоспинальных волокон противоположного полушария могут обеспечивать некоторое восстановление двигательной функции ипси-латеральной конечности, по крайней мере проксимальной мускулатуры [9]. В исследовании V. 8апкагавиЬгататап а1. продемонстрирован более высокий эффект одной сессии высокочастотной рТМС премоторной коры, чем низкочастотной стимуляции первичной моторной коры у пациентов с грубым поражением кортикоспинального тракта [10]. Работ, исследующих эффективность нескольких сессий высокочастотной рТМС премоторной коры, не проводилось.
Представленные ниже клинические наблюдения подчеркивают важность стратификации пациентов и персонализированного подбора наиболее эффективного для них протокола стимуляции.
Клиническое наблюдение 1
Пациент В., 62 года, проходил восстановительное лечение на базе отделения медицинской нейрореабилитации и физиотерапии в январе 2023 г. Из анамнеза известно, что в марте 2022 г. пациент перенес нарушение мозгового кровообращения с образованием инфаркта в бассейне
левой средней мозговой артерии (неуточненный подтип по классификации TOAST (Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment)). При поступлении предъявлял жалобы на слабость и повышение мышечного тонуса в правых руке и ноге, сложности при ходьбе, речевые нарушения. В неврологическом статусе у пациента отмечался центральный парез мимической мускулатуры справа, умеренная дизартрия и дисфония, правосторонний спастический гемипарез -умеренный в ноге, выраженный в руке. Оценка по модифицированной шкале Рэнкина - 3 балла (умеренная инвалидность; требуется некоторая помощь, но способен ходить без посторонней помощи). При оценке по шкале Фугл-Мейера: сумма баллов для верхней конечности (Fugl-Meyer Upper Extremity scale, FM-UE) - 15 (плечо и предплечье - 12, запястье и кисть - 3), оценка чувствительности для верхней конечности - 12, оценка амплитуды движений в суставах верхней конечности - 20, оценка болевой чувствительности для верхней конечности - 22, суммарный балл по шкале Фугл-Мейера для верхней конечности - 69 (таблица).
Пациенту проведена диагностическая транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) одиночными стимулами с применением диагностического монофазного стимулятора Нейро-МС (ООО "Нейрософт", Россия). При стимуляции одиночными стимулами области моторной коры левого полушария зарегистрированы воспроизводимые вызванные моторные ответы (ВМО) со следующих мышц паретичной конечности: короткой мышцы, отводящей большой палец кисти; мышцы, отводящей мизинец; первой межкостной мышцы; общего разгибателя пальцев. Моторный порог покоя составил 35% от максимальной мощности стимулятора при стимуляции левого полушария и 23% - при стимуляции правого полушария.
В рамках восстановительного лечения пациент получал занятия лечебной физкультурой (включая тренировки с биологической обратной связью, направленные на восстановление двигательной функции руки) - не менее 90 мин в сутки, а также массаж паретичных конечностей и периферическую нервно-мышечную электростимуляцию. Помимо стандартного набора реабилитационных методик пациенту на терапевтическом стимуляторе Neuro-MSX (ООО "Нейрософт", Россия) с системой нейронавигации Ant Neuro (Ant Neuro, Германия) проводилась рТМС. Сначала проводилось 5 сессий низкочастотной рТМС первичной моторной коры контралатерального очагу полушария (частота стимуляции - 1 Гц; интенсивность стимуляции - 110% моторного порога покоя; длительность стимуляции - 20 мин, количество стимулов за сессию - 1200), после чего 5 сессий высокочастотной рТМС премоторной коры контралате-рального очагу полушария (частота стимуляции - 10 Гц; интенсивность стимуляции - 100% пассивного моторного порога; продолжительность 1 пачки стимулов - 4 с, интервал между пачками - 26 с, продолжительность стимуляции -20 мин, количество стимулов за сессию - 1600). В качестве мишени в первичной моторной коре использовалась
Динамика оценки по основным разделам шкалы Фугл-Мейера для верхней конечности при проведении навигационной рТМС (в баллах)
Параметр Период оценки Пациент В. Пациент Ч. Максимальная сумма баллов
Сумма баллов по РМ-11Е До проведения навигационной рТМС 15 40 66
После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 19 42
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 22 46
Раздел "плечо До проведения навигационной рТМС 12 24 36
и предплечье" После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 12 26
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 13 26
Раздел "запястье и кисть" До проведения навигационной рТМС 3 16 30
После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 7 16
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 9 20
Раздел "чувствительность" До проведения навигационной рТМС 12 12 12
После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 12 12
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 12 12
Раздел "амплитуда движений в суставах" До проведения навигационной рТМС 20 20 24
После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 20 21
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 22 22
Раздел "болевая До проведения навигационной рТМС 22 20 24
чувствительность" После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 22 22
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 23 24
Суммарный балл по шкале Фугл-Мейера До проведения навигационной рТМС 69 92 126
После 5 сессий низкочастотной рТМС М1 73 97
После 5 сессий высокочастотной рТМС PMC 79 104
Обозначения: М1 - первичная моторная кора, PMC - premotor cortex (премоторная кора).
"горячая точка" (точка с максимальной амплитудой ВМО при регистрации с первой межкостной мышцы). Мишень в премоторной коре определялась на 2 см кпереди и 1 см медиальнее от "горячей точки" первой межкостной мышцы. Контроль позиции катушки между сессиями и в течение сессии проводился с помощью системы нейронавигации.
При оценке по шкале Фугл-Мейера после 5 сессий низкочастотной рТМС первичной моторной коры контралате-рального очагу полушария: сумма баллов по РМ-11Е - 19 (плечо и предплечье - 12, запястье и кисть - 7), оценка чувствительности для верхней конечности - 12, оценка амплитуды движений в суставах верхней конечности - 20, оценка болевой чувствительности для верхней конечности - 22, суммарный балл по шкале Фугл-Мейера для верхней конечности - 73 (см. таблицу). Таким образом, отмечалось улучшение на 4 балла за счет оценки в разделе "запястье и кисть".
При оценке по шкале Фугл-Мейера после 5 сессий высокочастотной рТМС премоторной коры контралатераль-ного очагу полушария: сумма баллов по РМ-11Е - 22 (плечо и предплечье - 13, запястье и кисть - 9), оценка чувствительности для верхней конечности - 12, оценка амплитуды движений в суставах верхней конечности - 22, оценка болевой чувствительности для верхней конечности - 23, суммарный
балл по шкале Фугл-Мейера для верхней конечности - 79. Таким образом, отмечено улучшение на 6 баллов за счет оценки в разделах "запястье и кисть", "плечо и предплечье", увеличения амплитуды движений и уменьшения болевого синдрома в суставах верхней конечности.
Клиническое наблюдение 2
Пациент Ч., 45 лет, проходил восстановительное лечение на базе отделения медицинской нейрореабилитации и физиотерапии в августе 2022 г. Из анамнеза известно, что в ноябре 2021 г. пациент перенес нарушение мозгового кровообращения с образованием инфаркта в бассейне правой средней мозговой артерии (лакунарный подтип по классификации TOAST). При поступлении предъявлял жалобы на слабость в левой руке и ноге, нарушения ходьбы. В неврологическом статусе у пациента отмечался умеренный левосторонний гемипарез с легким повышением мышечного тонуса по спастическому типу. Оценка по модифицированной шкале Рэнкина - 3 балла (умеренная инвалидность; требуется некоторая помощь, но способен ходить без посторонней помощи). При оценке по шкале Фугл-Мейера: сумма баллов по FM-UE - 40 (плечо и предплечье - 24, запястье и кисть - 16), оценка чувствительности для верхней конечности - 12, оценка амплитуды движений в суставах верхней конечности - 20, оценка болевой
чувствительности для верхней конечности - 20, суммарный балл по шкале Фугл-Мейера для верхней конечности - 92 (см. таблицу).
При проведении ТМС одиночными стимулами области моторной коры левого полушария зарегистрированы воспроизводимые ВМО со следующих мышц паретичной конечности: короткой мышцы, отводящей большой палец кисти; мышцы, отводящей мизинец. С общего разгибателя пальцев воспроизводимых ответов получено не было. Моторный порог покоя составил 45% от максимальной мощности стимулятора при стимуляции левого полушария, справа не определялся.
В комплекс восстановительного лечения пациента входили занятия лечебной физкультурой (включая тренировки с биологической обратной связью, направленные на восстановление двигательной функции руки) - не менее 90 мин в сутки, а также массаж паретичных конечностей и периферическая нервно-мышечная электростимуляция. Навигационная рТМС проводилась по тому же протоколу, что и пациенту В.: сначала 5 сессий низкочастотной стимуляции первичной моторной коры контралатерального очагу полушария, затем 5 сессий высокочастотной рТМС премоторной коры контралатерального очагу полушария.
При оценке по шкале Фугл-Мейера после 5 сессий низкочастотной рТМС первичной моторной коры контралатерального очагу полушария сумма баллов по РМ-11Е составила 42 (плечо и предплечье - 26, запястье и кисть - 16), оценка чувствительности для верхней конечности - 12, оценка амплитуды движений в суставах верхней конечности - 21, оценка болевой чувствительности для верхней конечности -22, суммарный балл по шкале Фугл-Мейера для верхней конечности - 97 (см. таблицу). Таким образом, отмечалось улучшение на 5 баллов за счет оценки в разделе "плечо и предплечье", а также увеличения амплитуды и уменьшения болезненности движений в суставах верхней конечности.
При оценке по шкале Фугл-Мейера после 5 сессий высокочастотной рТМС премоторной коры контра-латерального очагу полушария: сумма баллов по РМ-11Е -46 (плечо и предплечье - 26, запястье и кисть - 20), оценка чувствительности для верхней конечности - 12, оценка амплитуды движений в суставах верхней конечности - 22, оценка болевой чувствительности для верхней конечности - 24, суммарный балл по шкале Фугл-Мейера для верхней конечности - 104 (см. таблицу). Таким образом, отмечено улучшение еще на 7 баллов за счет оценки в разделах "запястье и кисть", "плечо и предплечье", увеличения амплитуды движений и уменьшения болевого синдрома в суставах верхней конечности.
Обсуждение
Представленные клинические наблюдения демонстрируют высокую вариабельность эффекта 2 протоколов навигационной рТМС у 2 пациентов с различным объемом повреждения и различной степенью двигательного вос-
становления. Для оценки сохранности кортикоспинального тракта у пациентов использовалась качественная оценка возможности регистрации ВМО с мышц паретичной кисти и предплечья при ТМС области первичной моторной коры пораженного полушария. Подобный подход подробно изучен на разных сроках после инсульта и входит в ряд прогностических алгоритмов двигательного восстановления [11, 12]. При этом наличие ВМО свидетельствует о возможности проведения возбуждения по кортикоспи-нальному тракту и может являться предиктором хорошего восстановления двигательной функции руки, тогда как его отсутствие не является предиктором плохого восстановления [13]. В обоих представленных клинических наблюдениях у пациентов регистрировались ВМО хотя бы с одной из мышц кисти, что свидетельствует об определенной функциональной сохранности проведения по кортикоспиналь-ному тракту. При этом если у пациента Ч. и до начала рТМС наблюдалось умеренное восстановление, то у пациента В. степень восстановления не соответствовала ожидаемой.
Степень сохранности проводящих путей, необходимых для осуществления движений в паретичной руке, как важнейший прогностический фактор двигательного восстановления, определяющий характер межполушарных взаимодействий и эффективные стратегии их коррекции, учитывается в бимодальной балансовой модели двигательного восстановления, предложенной в 2014 г. G. Di Pino et al. [14]. Согласно этой модели, адаптивность или маль-адаптивность нарушений межполушарного баланса зависит от резидуальных ресурсов пораженного полушария, получивших название "структурный резерв". У пациентов с более грубым поражением и, соответственно, низким структурным резервом восстановление функции может происходить за счет вовлечения гомологичных зон непораженного полушария, и, соответственно, в данной когорте пациентов гипервозбудимость непораженного полушария и выраженное нарушение межполушарного баланса будут иметь положительное значение. При этом методы неинва-зивной стимуляции должны быть направлены на активацию непораженного полушария, тогда как наиболее распространенный протокол низкочастотной рТМС непораженного полушария не будет улучшать восстановление. В свою очередь, для пациентов с умеренным или легким поражением и, соответственно, высоким структурным резервом оптимальным является восстановление межполушарного баланса, и в этом случае низкочастотная стимуляция непораженного полушария будет эффективна. Результаты недавно опубликованной работы Y.L. Lin et al., в которой для оценки межполушарного ингибирования использовался ипсилатеральный период молчания, стали подтверждением бимодальной балансовой модели [15]. В частности, была продемонстрирована двунаправленная зависимость между межполушарным балансом и двигательным восстановлением: у пациентов с более легким парезом лучшему восстановлению соответствовал более низкий уровень
межполушарного ингибирования, тогда как для пациентов с грубым парезом, напротив, лучшему восстановлению соответствовал более высокий уровень межполушарного ингибирования [15]. В той же работе определено пороговое значение оценки двигательной функции верхней конечности по шкале Фугл-Мейера, на основе которого следует проводить стратификацию пациентов: при значении РМ-11Е более 43 баллов лучшее восстановление ассоциировано с низким уровнем межполушарного транскаллозального ингибирования, а при значении менее 43 баллов - с высоким. Еще одним косвенным подтверждением этой концепции могут служить данные метаанализа эффективности низкочастотной рТМС, согласно которым описанный протокол оказывает наибольший эффект у пациентов с более легким парезом. Наконец, V. 8апкагавиЬгататап е1 а1. показали, что одна сессия низкочастотной рТМС первичной моторной коры непораженного полушария улучшает двигательную функцию только у пациентов с умеренным парезом, тогда как у пациентов с грубым парезом стимуляция с использованием этого протокола ухудшает двигательную функцию [10].
В обоих описанных клинических наблюдениях сумма баллов по РМ-иЕ была менее 43, таким образом, согласно представленной концепции, для этих пациентов можно ожидать отсутствия клинически значимого эффекта низкочастотной рТМС первичной моторной коры непораженного полушария. И если динамика двигательного статуса у пациента Ч. после 5 сессий низкочастотной рТМС первичной моторной коры непораженного полушария соответствовала ожиданиям (отмечался прирост на 2 балла по РМ-иЕ за счет оценок в разделе "плечо и предплечье" (но не "запястье и кисть")), то у пациента В. было отмечено улучшение на 4 балла по РМ-иЕ именно за счет раздела "запястье и кисть".
В качестве альтернативы для пациентов с грубым поражением в исследовании V. 8апкагаэиЬгатап1ап е1 а1. предложено применение высокочастотной стимуляции премоторной коры непораженного полушария и показано улучшение двигательной функции. Физиологической предпосылкой к выбору именно этой мишени стала ее потенциальная компенсаторная роль за счет ипсилатеральных неперекрещенных путей, идущих от премоторной коры. Кроме того, по некоторым данным, межполушарные связи между премоторной корой формируют даже большую часть волокон мозолистого тела, чем связи между зонами первичной моторной коры, что обеспечивает структурную основу для существования феномена межполушарного ин-гибирования и в премоторной коре [16]. При проведении функциональной магнитно-резонансной томографии покоя у пациентов, перенесших инсульт, показано, что индекс ВС (Ье^ееппеээ сеп^аШу - центральность по посредничеству) в ипсилатеральной дорсальной премоторной коре коррелирует с двигательным восстановлением [17]. Таким образом, применение высокочастотной рТМС премоторной коры пораженного полушария может быть потенциально
эффективно у пациентов с грубым поражением. Двумя груп -пами в 2022 г. опубликованы дизайны рандомизированных контролируемых исследований эффективности стимуляции премоторной коры [18, 19]. В описанных клинических наблюдениях у обоих пациентов после применения 5 сессий высокочастотной рТМС премоторной коры отмечалась положительная динамика: у пациента Ч. сумма баллов по FM-UE увеличилась на 4 за счет улучшения функции кисти, а у пациента В. - на 3 за счет обоих разделов. Таким образом, у пациента В. отмечалось примерно равное улучшение после обоих протоколов, суммарно после 10 сессий по FM-UE прирост составил 7 баллов, тогда как у пациента Ч. более выраженный эффект отмечался после проведения высокочастотной рТМС премоторной коры, а суммарный прирост по FM-UE после 10 сессий составил 6 баллов. Согласно данным литературы, клинически значимым улучшением по разделу FM-UE считается 5 баллов в сроки более 6 мес и 4-10 баллов в более ранние сроки [20-22]. В обоих представленных наблюдениях улучшение двигательных функций у пациента отвечало этим критериям.
Важно отметить, что описанная динамика улучшения двигательной функции руки наблюдалась при сочетании протоколов рТМС и занятий лечебной физкультурой, включавшей тренировки с биологической обратной связью, в течение не менее 90 мин в сутки. Таким образом, невозможно полностью разделить эффекты стимуляции мозга и физической терапии. В то же время объем восстановительного лечения у пациентов в течение всего периода госпитализации не изменялся, тогда как динамика клинического улучшения различалась при применении разных протоколов рТМС. В рамках данного описания не ставилась задача оценки изолированного эффекта того или иного протокола рТМС. Напротив, основной целью было показать, что в условиях, приближенных к реальной клинической практике, когда пациент получает набор реабилитационных процедур, в ряде случаев альтернативные протоколы рТМС могут улучшать двигательное восстановление в большей степени, нежели наиболее часто применяемый. При этом прогностические маркеры, предлагаемые для оценки тяжести структурных повреждений и выбора протокола (степень тяжести пареза или функциональной тяжести кортикоспи-нального тракта по результатам ТМС), в представленных случаях оказались недостаточными, что актуализирует задачу поиска других биомаркеров или разработки более сложных прогностических моделей для стратификации пациентов и выбора оптимального протокола рТМС.
Список литературы
1. Valero-Cabré A, Amengual JL, Stengel C, Pascual-Leone A, Cou-bard OA. Transcranial magnetic stimulation in basic and clinical neuroscience: a comprehensive review of fundamental principles and novel insights. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 2017 Dec;83:381-404.
2. Gangitano M, Valero-Cabré A, Tormos JM, Mottaghy FM, Romero JR, Pascual-Leone A. Modulation of input-output curves by low and high frequency repetitive transcranial magnetic
stimulation of the motor cortex. Clinical Neurophysiology 2002 Aug;113(8):1249-57.
3. Murase N, Duque J, Mazzocchio R, Cohen LG. Influence of inter-hemispheric interactions on motor function in chronic stroke. Annals of Neurology 2004 Mar;55(3):400-9.
4. Nowak DA, Grefkes C, Ameli M, Fink GR. Interhemispheric competition after stroke: brain stimulation to enhance recovery of function of the affected hand. Neurorehabilitation and Neural Repair 2009 Sep;23(7):641-56.
5. Dodd KC, Nair VA, Prabhakaran V. Role of the contralesional vs. ip-silesional hemisphere in stroke recovery. Frontiers in Human Neuroscience 2017 Sep;11:469.
6. Lefaucheur JP, Aleman A, Baeken C, Benninger DH, Brunelin J, Di Lazzaro V, Filipovic SR, Grefkes C, Hasan A, Hummel FC, Jääskeläi-nen SK, Langguth B, Leocani L, Londero A, Nardone R, Nguyen JP, Nyffeler T, Oliveira-Maia AJ, Oliviero A, Padberg F, Palm U, Paulus W, Poulet E, Quartarone A, Rachid F, Rektorova I, Rossi S, Sahlsten H, Schecklmann M, Szekely D, Ziemann U. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): an update (2014-2018). Clinical Neurophysiology 2020 Feb;131(2):474-528.
7. Micera S, Caleo M, Chisari C, Hummel FC, Pedrocchi A. Advanced neurotechnologies for the restoration of motor function. Neuron 2020 Feb;105(4):604-20.
8. Hamaguchi T, Yamada N, Hada T, Abo M. Prediction of motor recovery in the upper extremity for repetitive transcranial magnetic stimulation and occupational therapy goal setting in patients with chronic stroke: a retrospective analysis of prospectively collected data. Frontiers in Neurology 2020 Oct;11:581186.
9. Plow EB, Sankarasubramanian V, Cunningham DA, Potter-Baker K, Varnerin N, Cohen LG, Sterr A, Conforto AB, Machado AG. Models to tailor brain stimulation therapies in stroke. Neural Plasticity 2016;2016:4071620.
10. Sankarasubramanian V, Machado AG, Conforto AB, Potter-Baker KA, Cunningham DA, Varnerin NM, Wang X, Sakaie K, Plow EB. Inhibition versus facilitation of contralesional motor cortices in stroke: deriving a model to tailor brain stimulation. Clinical Neuro-physiology 2017 Jun;128(6):892-902.
11. Stinear CM, Byblow WD, Ackerley SJ, Smith MC, Borges VM, Barber PA. PREP2: a biomarker-based algorithm for predicting upper limb function after stroke. Annals of Clinical and Translational Neurology 2017 0ct;4(11):811-20.
12. Smith MC, Ackerley SJ, Barber PA, Byblow WD, Stinear CM. PREP2 algorithm predictions are correct at 2 years poststroke for most patients. Neurorehabilitation and Neural Repair 2019 Aug;33(8):635-42.
13. Powell ES, Westgate PM, Goldstein LB, Sawaki L. Absence of motor-evoked potentials does not predict poor recovery in patients with severe-moderate stroke: an exploratory analysis. Archives of Rehabilitation Research and Clinical Translation 2019 Sep;1(3-4):100023.
14. Di Pino G, Pellegrino G, Assenza G, Capone F, Ferreri F, Formica D, Ranieri F, Tombini M, Ziemann U, Rothwell JC, Di Lazzaro V. Modulation of brain plasticity in stroke: a novel model for neurorehabilitation. Nature Reviews. Neurology 2014 0ct;10(10):597-608.
15. Lin YL, Potter-Baker KA, Cunningham DA, Li M, Sankarasubramanian V, Lee J, Jones S, Sakaie K, Wang X, Machado AG, Plow EB. Stratifying chronic stroke patients based on the influence of contralesional motor cortices: an inter-hemispheric inhibition study. Clinical Neurophysiology 2020 0ct;131(10):2516-25.
16. Fang PC, Stepniewska I, Kaas JH. Corpus callosum connections of subdivisions of motor and premotor cortex, and frontal eye field in a prosimian primate, Otolemur garnetti. The Journal of Comparative Neurology 2008 Jun;508(4):565-78.
17. Zhao Z, Wu J, Fan M, Yin D, Tang C, Gong J, Xu G, Gao X, Yu Q, Yang H, Sun L, Jia J. Altered intra- and inter-network functional coupling of resting-state networks associated with motor dysfunction in stroke. Human Brain Mapping 2018;39(8):3388-97.
18. Li X, Lin YL, Cunningham DA, Wolf SL, Sakaie K, Conforto AB, Machado AG, Mohan A, O'Laughlin K, Wang X, Widina M, Plow EB. Repetitive transcranial magnetic stimulation of the contralesional dorsal premotor cortex for upper extremity motor improvement in severe stroke: study protocol for a pilot randomized clinical trial. Cerebrovascular Diseases (Basel, Switzerland) 2022;51(5):557-64.
19. Li J, Wang H, Yuan Y Fan Y Liu F, Zhu J, Xu Q, Chen L, Guo M, Ji Z, Chen X Yu Q, Gao T, Hua X Fan M, Sun L. Effects of high frequency rTMS of contralesional dorsal premotor cortex in severe subcortical chronic stroke: protocol of a randomized controlled trial with multimodal neuroimaging assessments. BMC Neurology 2022 Apr;22(1):125.
20. Rocha S, Silva E, Foerster A, Wiesiolek C, Chagas AP, Machado G, Baltar A, Monte-Silva K. The impact of transcranial direct current stimulation (tDCS) combined with modified constraint-induced movement therapy (mCIMT) on upper limb function in chronic stroke: a double-blind randomized controlled trial. Disability and Rehabilitation 2016;38(7):653-60.
21. Lundquist CB, Maribo T. The Fugl-Meyer assessment of the upper extremity: reliability, responsiveness and validity of the Danish version. Disability and Rehabilitation 2017 May;39(9):934-9.
22. Arya KN, Verma R, Garg RK. Estimating the minimal clinically important difference of an upper extremity recovery measure in subacute stroke patients. Topics in Stroke Rehabilitation 2011 Oct;18(Suppl 1):599-610. J
Therapeutic Transcranial Magnetic Stimulation
for Post-stroke Paresis: the Need for a Differentiated Approach
A.G. Poydasheva, I.S. Bakulin, A.Kh. Zabirova, O.A. Kirichenko, N.A. Suponeva, and M.A. Piradov
Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is a non-invasive brain stimulation technique that has a high level of evidence for efficacy in improving post-stroke motor recovery. Low-frequency rTMS over the primary motor cortex of the unaffected hemisphere has the most compelling evidence for post-stroke paresis. However, the use of standardized rTMS protocols, ignoring the data on integrity of corticospinal tract (CST), is associated with a high variability of clinical efficacy, which makes it difficult to introduce this method into wide practice. Stimulation of premotor cortex of the unaffected hemisphere in patients with severe CST damage is the most physiologically reasonable rTMS protocol among the alternative ones. Presented work demonstrates the effect variability of two protocols of navigated rTMS in two clinical cases of patients with different extents of CST damage and varying degrees of post-stroke paresis within the context of existing models of interhemispheric interactions and their role in post-stroke motor recovery. These clinical cases emphisize the importance of patient stratification anf personalized choice of the most effective protocol.
Key words: post-stroke paresis, transcranial magnetic stimulation, personalization.
