Powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (rTMS), narzędzie do nieinwazyjnej stymulacji mózgu i neuromodulacji, została zastosowana w leczeniu różnych schorzeń, takich jak ból centralny1,2, depresja3, migrena4, a nawet udar5-7. Szybko zmieniający się prąd elektryczny przepływający przez cewki na głowie indukuje pole elektryczne w korze mózgowej i wynikającą z tego aktywację neuronów. Pobudliwość kory mózgowej może być modulowana przez rTMS, który może trwać dłużej niż 30 minut po zakończeniu stymulacji.
Sugerowane mechanizmy efektu końcowego rTMS obejmują długoterminowe wzmocnienie/efekt podobny do depresji8, przejściowe przesunięcie równowagi jonowej9 i zmiany metaboliczne10. Ponadto Di Lazzaro i wsp. sugerują, że przerywana stymulacja theta-burst wpływa na pobudzające wejścia synaptyczne do neuronów drogi piramidowej, zarówno w stymulowanej, jak i przeciwległej półkuli11.
Znaczące ograniczenia utrudniają jednak badaczom przekładanie dowodów uzyskanych na ławce rezerwowych na sytuacje kliniczne. Po pierwsze, w poprzednich badaniach na zwierzętach, rTMS był używany do stymulacji całego mózgu12. Stymulacja całego mózgu znacznie różni się od protokołów stosowanych w badaniach na ludziach9. Drugi problem związany jest z czasem trwania stymulacji. Wynika to przynajmniej częściowo z faktu, że w przeszłości skuteczny system chłodzenia był niedostępny dla małych wężownic.
W ostatnich latach opublikowano przełomowe artykuły sugerujące sposoby przezwyciężenia tych trudności w eksperymencie rTMS na mózgu małego zwierzęcia. Dzięki tym modelom zwierzęcym ujawniono, że mózg szczura wykazuje również podobne zmiany pobudliwości korowej jak u człowieka w odpowiedzi na rTMS13 o niskiej częstotliwości. Co ważniejsze, mechanizmy komórkowe i molekularne rTMS są coraz częściej badane przy użyciu zwierzęcych modeli rTMS. Przykładem jest to, że odrębny typ interneuronu hamującego jest znany z tego, że jest najbardziej wrażliwy na przerywaną stymulację impulsem theta14. Modele gryzoni rTMS oferują zatem nowe możliwości zgłębiania bardzo poszukiwanych pytań dotyczących molekularnych podstaw zmian wywołanych przez rTMS. Jeśli małe modele zwierzęce rTMS będą mogły być wykorzystywane w większej liczbie laboratoriów, może to znacznie przyspieszyć i wzmocnić badania w tej dziedzinie.
Teraz opisujemy, jak zastosować rTMS do jednostronnej półkuli mózgu szczura, co jest rozszerzeniem poprzedniej pracy15. Zmiany wywołane stymulacją oceniano za pomocą mikropozytonowej tomografii emisyjnej (PET) i mikromacierzy mRNA w celu zbadania zmian wywołanych przez rTMS w stymulowanej korze mózgowej.