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Non-invasive brain and spinal cord stimulation for motor and functional recovery after a spinal cord injury

Estimulación no invasiva cerebral y medular para la recuperación motora y funcional tras una lesión medular
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Affiliation
1 Institut de Neurorehabilitació Guttmann-UAB, 08916 Badalona , España
2 Institut de Neurociènces (INc), Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia, Bellaterra , España
3 Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), Barcelona , España
4 Centro Investigación Biomédicas en Red Enfermedades Neurodegenerativas (CIBER-NED), Madrid , España

*Correspondencia: Dra. Hatice Kumru. Hospital de Neurorehabilitació Institut Guttmann. Camí de Can Ruti, s/n. E-08916 Badalona (Barcelona).

E-mail: hkumru@guttmann.com

Rev Neurol 2020 , 70(12), 461–477; https://doi.org/10.33588/rn.7012.2019453
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Abstract

Introduction: Spinal cord injury is a traumatic or non-traumatic event that causes an alteration of sensory, motor or autonomic functioning and ultimately affects the physical, psychological and social well-being of the person who suffers it. A comprehensive approach to spinal cord injury requires many health resources and can place a considerable financial burden on patients, their families and the community.

Aim: To review the literature published to date on the use of non-invasive brain stimulation, including repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), transcranial direct current stimulation (tDCS), and transcutaneous non-invasive spinal cord stimulation (tcSCS), as therapeutic strategies to improve the functionality of patients with spinal cord injury. The studies were grouped as addressing either non-invasive brain stimulation or non-invasive spinal cord stimulation.

Development: Altogether 32 studies were identified: 21 involving brain stimulation (14 in rTMS and 7 in tDCS) and 11 with spinal cord stimulation (tcSCS). All the studies were conducted in adult patients who had undergone a spinal cord injury. Despite significant variability in treatment protocols, patient characteristics and clinical assessment, the changes observed were reported in almost all the studies without producing any side effects and with motor or functional improvement.

Conclusion: Non-invasive brain stimulation, as well as spinal cord stimulation, are promising techniques for the rehabilitation of patients with spinal cord injury due to their novelty, effectiveness and minimal side effects.

Resumen
Introducción La lesión medular es un evento traumático o no traumático que causa una alteración de la función sensorial, motora o autonómica y, en última instancia, afecta a las características físicas, psicológicas y el bienestar social de la persona que lo sufre. El abordaje integral de la lesión medular requiere muchos recursos de salud y puede representar una considerable carga financiera para los pacientes, sus familias y la comunidad.

Objetivo Revisar la bibliografía publicada sobre el uso de la estimulación cerebral no invasiva, incluida la estimulación magnética transcraneal repetitiva (EMTr), la estimulación de corriente continua directa transcraneal (tDCS), así como la estimulación medular no invasiva transcutánea (tcSCS), como estrategias terapéuticas para mejorar la funcionalidad de los pacientes con lesión medular. Los estudios se agruparon bien como de estimulación no invasiva cerebral, bien como de estimulación medular no invasiva.

Desarrollo Se identificaron 32 estudios: 21 de estimulación cerebral (14 en EMTr y 7 en tDCS) y 11 de estimulación medular (tcSCS). Todos los estudios se realizaron en pacientes adultos que sufrieron una lesión medular. A pesar de la variabilidad significativa en los protocolos de tratamiento, las características de los pacientes y la evaluación clínica, los cambios observados se describieron en casi todos los estudios sin producir efectos secundarios con mejoría motora o funcional.

Conclusión La estimulación cerebral no invasiva, así como la estimulación medular, son técnicas prometedoras para la rehabilitación de pacientes con lesión medular debido a su novedad, su efectividad y mínimos efectos secundarios.
Keywords
Gait
Motor function
Non-invasive stimulation
Spinal cord injury
Transcranial direct current stimulation
Transcranial magnetic stimulation
Transcutaneous spinal-cord stimulation
Palabras Claves
Estimulación magnética transcraneal
Estimulación no invasiva
Estimulación transcraneal de corriente directa
Estimulación transcutánea medular
función motora
Lesión medular
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