Alteraciones de la excitabilidad refleja y del control motor en esclerosis múltiple

Abstract

INTRODUCCIÓN: En Esclerosis Múltiple (EM) el sustrato neuropatológico típicamente muestra un patrón de distribución aleatoria de lesiones desmielinizantes, con particular predilección por estructuras comisurales y subcorticales tales como el cuerpo calloso y el tronco del encéfalo. En estos pacientes, es común observar fenómenos subclínicos pocos explorados, tales como la hiperactividad facial, la lentitud motora y la falta de control motor, que pueden estar relacionados al daño encefálico multifocal que ocurre en vías neurales y circuitos específicos por alteración en los mecanismos de conducción y excitabilidad.

HIPÓTESIS: Los pacientes con EM presentan signos neurofisiológicos subclínicos indicativos de alteraciones en la excitabilidad de los circuitos reflejos tronco-encefálicos y del control motor en la ejecución de tareas unimanuales. Estas alteraciones se correlacionan con lesiones cerebrales subcorticales, especialmente comisurales.

MÉTODOS: Veintiún pacientes con EM en estadio leve de enfermedad fueron sometidos a 2 diseños experimentales. Primero, la excitabilidad del reflejo de parpadeo fue evaluada en ambos lados del rostro mediante el estudio del tamaño de las respuestas obtenidas por diversas técnicas electrofisiológicas (estimulación única trigeminal y somatosensorial, estimulación pareada y condicionada con prepulso somato-sensorial), y correlacionada con el patrón de distribución hemisférica de lesiones desmielinizantes. Segundo, en un paradigma de tiempo de reacción “cruzado” (extensión de la muñeca ante un estímulo somato-sensorial aplicado en la mano contralateral como señal imperativa) que involucra necesariamente la transferencia inter-hemisférica de impulsos, se estudió la asociación entre el retraso del tiempo de reacción con: el tiempo de tránsito transcalloso (medido por estimulación magnética transcraneal), la excitabilidad de estructuras subcorticales involucradas en la preparación del acto motor (mediante el estudio del efecto StartReact), y la presencia de actividad involuntaria electromiográfica “en espejo”. Tales anormalidades fueron comparadas con los datos obtenidos en sujetos sanos, y correlacionadas con medidas de daño estructural y microestructural por resonancia magnética nuclear en cuerpo calloso y tronco del encéfalo.

RESULTADOS: 1. En un subgrupo de pacientes en un estadio más precoz de enfermedad (35%) se observó una asimetría en la “excitabilidad” del reflejo de parpadeo que se asoció a una distribución asimétrica de lesiones hemisféricas, a diferencia de lo observado en pacientes en un estadio más avanzado (40%) que mostraron un retraso en la “conducción” de las respuestas del reflejo de parpadeo y una distribución hemisférica simétrica de lesiones. 2. En pacientes, se observó que la lentitud de reacción motora se asocia a una reducción en el efecto StartReact, y que el retraso del tiempo de reacción en tareas “cruzadas” se correlaciona con una prolongación en el tiempo de tránsito transcalloso. 3. En tareas motoras “cruzadas”, los pacientes mostraron una actividad “en espejo” exagerada que se asocia a un mayor daño microestructural de fibras callosas y a atrofia del tronco del encéfalo.

CONCLUSIONES: En pacientes con EM es frecuente encontrar alteraciones subclínicas de la excitabilidad en los circuitos reflejos y estructuras subcorticales y a falta de control motor, revelados mediante estudios neurofisiológicos. Tales alteraciones se explican mayormente por el daño multifocal encefálico con afectación predominante de los hemisferios cerebrales, cuerpo calloso y tronco del encéfalo.

INTRODUCTION: Multifocal distribution of demyelinating lesions in the brain affecting mainly the brainstem and the corpus callosum (CC) are common findings in magnetic resonance (MRI) of patients with multiple sclerosis (MS). These patients may present with subclinical signs (myokymia, bradykinesia or lack of motor control) representing altered excitability in specific neural circuits.

HYPOTHESIS: Signs of altered excitability in MS show in the study of brainstem reflex circuits or during the hand movement execution in reaction time paradigms requiring transcallosal pathways (“crossed” motor tasks). These abnormalities combine with distant lesions in cerebral hemispheres or with focal lesions in brainstem and CC.

METHODS: We studied 21 mildly-disabled MS patients and 11 healthy volunteers in two experimental conditions. First, the blink reflex excitability was examined in both sides to single stimulation of trigeminal and median nerves, and to paired trigeminal stimulation and conditioned with a somato-sensory prepulse. These measures were associated with the distribution of hemispheric demyelinating MRI-lesions. Second, in the context of a “crossed” reaction time paradigm, participants were requested to perform unilateral wrist-extension movements to a sensory stimulus applied in the contralateral hand used as imperative signal. “Crossed” reaction time was correlated to transcallosal conduction time measured with transcranial-magnetic-stimulation, and associated to the startling- acceleration in the reaction time (a.k.a. StartReact effect) and with the presence of mirror electromyographic activity (mEMG). Abnormalities were correlated with MRI- measures of structural/ultrastructural damage in brainstem and CC.

RESULTS: In 35% of patients we found an asymmetric blink reflex excitability in absence of brainstem lesions which associated with an asymmetric distribution of hemispheric lesions, whereas in 40% of patients we found delayed blink responses which associated with brainstem lesions and symmetric distribution of hemispheric lesions. In patients, slowness of reaction associated with reduced StartReact effect, and delayed “crossed” reaction time correlated with lengthening in transcallosal conduction time. In "crossed”

reaction time, patients showed enhanced mEMG which associated with increased ultrastructural callosal damage and brainstem atrophy.

CONCLUSIONS: MS patients show altered excitability in brainstem reflex circuits and subcortical structures and lack of motor control. These abnormalities are related to lesion involvement of cerebral hemispheres, CC and brainstem.