Annals of Clinical and Experimental NeurologyAnnals of Clinical and Experimental NeurologyАнналы клинической и экспериментальной неврологии2075-54732409-2533Eco-Vector108710.17816/ACEN.1087Original articlesОригинальные статьиUnknownFunctional MRI-guided repetitive transcranial magnetic stimulation in cognitive impairment in cerebral small vessel diseaseфМРТ-направленная ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция в терапии когнитивных расстройств при церебральной микроангиопатииhttps://orcid.org/0000-0002-9267-8315LagodaDmitry Yu.ЛагодаДмитрий Юрьевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), researcher, Noninvasive neuromo- dulation group, Institute of Neurorehabilitation and Rehabilitation Medicine, Research Center of Neurology

к.м.н., н.с. группы неинвазивной нейромодуляции Института нейрореабилитации и восстановительных технологий Научного центра неврологии

lagoda.d@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0716-3737BakulinIlya S.БакулинИлья Сергеевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), senior researcher, Head, Noninvasive neuromodulation group, Institute of Neurorehabilitation and Rehabilitation Medicine, Research Center of Neurology

к.м.н., с.н.с., рук. группы неинвазивной нейромодуляции Института нейрореабилитации и восстановительных технологий Научного центра неврологии

bakulinilya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1841-1177PoydashevaAlexandra G.ПойдашеваАлександра Георгиевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), researcher, Noninvasive neuromodulation group, Institute of Neurorehabilitation and Rehabilitation Medicine, Research Center of Neurology

к.м.н., н.с. группы неинвазивной нейромодуляции Института нейрореабилитации и восстановительных технологий Научного центра неврологии

alexandra.poydasheva@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9951-9803SinitsynDmitry O.СиницынДмитрий Олегович
Russian Federation

Cand. Sci. (Physics and Math.), researcher, Institute of neurorehabilitation and rehabilitation medicine, Research Center of Neurology

к.ф.-м.н., н.с. Института нейрореабилитации и восстановительных технологий Научного центра неврологии

d_sinitsyn@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8544-3107ZabirovaAlfiia K.ЗабироваАльфия Ходжаевна
Russian Federation

postgraduate student, neurologist, Research Center of Neurology

аспирант, врач-невролог Научного центра неврологии

alfijasabirowa@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7498-4063GadzhievaZukhra S.ГаджиеваЗухра Шарапутдиновна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), neurologist, 3rd Neurological department, Institute of Clinical and Preventive Neurology, Research Center of Neurology

к.м.н., врач-невролог 3-го неврологического отделения Института клинической и профилактической неврологии Научного центра неврологии

zuhradoc@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2523-333XZabitovaMaryam R.ЗабитоваМарьям Руслановна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), researcher, 3rd Neurological department, Institute of Clinical and Preventive Neurology, Research Center of Neurology

к.м.н., н.с. 3-го неврологического отделения Института клинической и профилактической неврологии Научного центра неврологии

gadjieva@neurology.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6995-1352ShamtievaKamila V.ШамтиеваКамила Витальевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), researcher, 3rd Neurological department, Institute of Clinical and Preventive Neurology, Research Center of Neurology

к.м.н., н.с. 3-го неврологического отделения Института клинической и профилактической неврологии Научного центра неврологии

kamila.shamt@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9929-2725DobryninaLarisa A.ДобрынинаЛариса Анатольевна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), chief researcher, Head, 3rd Neurological department, Institute of Clinical and Preventive Neurology, Research Center of Neurology

д.м.н., рук. 3-го неврологического отделения Института клинической и профилактической неврологии Научного центра неврологии

dobrla@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3956-6362SuponevaNatalia A.СупоневаНаталья Александровна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Director, Institute of Neurorehabilitation and Resto- rative Technologies, Research Center of Neurology

д.м.н., член-корреспондент РАН, директор Института нейрореабилитации и восстановительных технологий Научного центра неврологии

nasu2709@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6338-0392PiradovMichael A.ПирадовМихаил Александрович
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Academician of the Russian Academy of Sciences, Director, Research Center of Neurology

д.м.н., профессор, академик РАН, директор Научного центра неврологии

mpi711@gmail.comResearch Center of NeurologyНаучный центр неврологии0807202418224330202202408042024Copyright ©; 2024, Lagoda D.Y., Bakulin I.S., Poydasheva A.G., Sinitsyn D.O., Zabirova A.K., Gadzhieva Z.S., Zabitova M.R., Shamtieva K.V., Dobrynina L.A., Suponeva N.A., Piradov M.A.Copyright ©; 2024, Лагода Д.Ю., Бакулин И.С., Пойдашева А.Г., Синицын Д.О., Забирова А.Х., Гаджиева З.Ш., Забитова М.Р., Шамтиева К.В., Добрынина Л.А., Супонева Н.А., Пирадов М.А.2024Lagoda D.Y., Bakulin I.S., Poydasheva A.G., Sinitsyn D.O., Zabirova A.K., Gadzhieva Z.S., Zabitova M.R., Shamtieva K.V., Dobrynina L.A., Suponeva N.A., Piradov M.A.Лагода Д.Ю., Бакулин И.С., Пойдашева А.Г., Синицын Д.О., Забирова А.Х., Гаджиева З.Ш., Забитова М.Р., Шамтиева К.В., Добрынина Л.А., Супонева Н.А., Пирадов М.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://annaly-nevrologii.com/pathID/article/view/1087

Introduction. Cerebral small vessel disease (CSVD) is one of the leading causes of vascular and mixed cognitive impairment (CI). Treatment options for CSVD-associated CI are limited. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is a promising non-drug treatment option.

The aim of the study was to evaluate the effects of 10 rTMS sessions of the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) on cognitive functions in CSVD patients.

Materials and methods. The study included 30 patients with CSVD and moderate CI randomized to the active (DLPFC stimulation; n = 20) and control (vertex stimulation; n = 10) groups. Both groups received 10 sessions of high-frequency rTMS. The DLPFC target was selected based on the individual paradigm fMRI data with a focus on executive functions. Cognitive function was assessed using the Montreal Cognitive Assessment Scale (MoCA), the Trail Making Test (TMT), the Tower of London Test, and the Rey–Osterrieth Complex Figure Test before, immediately after, and 3 months after the stimulation. Adverse events were assessed using standardized questionnaires.

Results. The active group showed a significantly better effect compared to the control group according to MoCA, TMT A and B, The Tower of London Test, delayed recall on the Rey–Osterrieth Complex Figure Test immediately after the stimulation and MoCA, TMT A and B and The Tower of London 3 months after the stimulation. Adverse events in the study were mild and did not affect treatment adherence.

Conclusion. rTMS is a promising, safe, and well-tolerated treatment option for mild cognitive impairment in CSVD. However, additional research is needed to make recommendations for its clinical use.

Введение. Церебральная микроангиопатия (ЦМА)/болезнь мелких сосудов — основная причина сосудистых и смешанных с дегенерацией когнитивных расстройств (КР). Возможности терапии КР при ЦМА ограничены. Ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция (рТМС) является перспективным методом их немедикаментозной терапии.

Цель исследования — оценить эффект 10 сессий рТМС левой дорсолатеральной префронтальной коры (ДЛПФК) на когнитивные функции у пациентов с ЦМА.

Материал и методы. В исследовании участвовали 30 пациентов с ЦМА и умеренными КР. Они были рандомизированы в активную (стимуляция ДЛПФК; n = 20) и контрольную (стимуляция вертекса; n = 10) группы. В обеих группах проведено 10 сессий высокочастотной рТМС. Мишень в пределах ДЛПФК выбирали по индивидуальным данным фМРТ с парадигмой на управляющие функции мозга. Когнитивные функции оценивали по Монреальской шкале оценки когнитивного статуса (МоСА), тесту построения пути (ТМТ), «башне Лондона» и комплексной фигуре Рея–Остеррица до, сразу после и через 3 мес после стимуляции. Нежелательные явления оценивали по стандартизированным опросникам.

Результаты. Сравнение эффектов между группами показало статистически значимо лучший эффект в активной группе, чем в контрольной, по результатам шкалы МоСА, тестов построения пути А, В, «башня Лондона», отсроченному воспроизведению комплексной фигуры Рея–Остеррица сразу после стимуляции и шкалы МоСА, тестов ТМТ А, В и «башня Лондона» через 3 мес после стимуляции. Наблюдаемые в исследовании нежелательные явления были лёгкими по выраженности и не влияли на приверженность пациентов лечению.

Заключение. рТМС является многообещающим, безопасным и хорошо переносимым методом терапии умеренных КР при ЦМА, однако для формирования рекомендаций по применению в клинической практике необходимы дополнительные исследования.

repetitive transcranial magnetic stimulationnon-invasive brain stimulationmild cognitive impairmentvascular cognitive impairmentcerebral small vessel diseaseритмическая транскраниальная магнитная стимуляциянеинвазивная стимуляция головного мозгаумеренные когнитивные расстройствасосудистые когнитивные расстройстваболезнь мелких сосудовцеребральная микроангиопатияWallin A., Nordlund A., Jonsson M. et al. The Gothenburg MCI study: design and distribution of Alzheimer's disease and subcortical vascular disease diagnoses from baseline to 6-year follow-up. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2016;36(1):114–131. DOI: 10.1038/jcbfm.2015.147Pantoni L. Cerebral small vessel disease: from pathogenesis and clinical characteristics to therapeutic challenges. Lancet Neurol. 2010;9(7):689–701. DOI: 10.1016/S1474-4422(10)70104-6van der Flier W.M., Skoog I., Schneider J.A. et al. Vascular cognitive impairment. Nat. Rev. Dis. Primers. 2018;4:18003. DOI: 10.1038/nrdp.2018.3Ritter A., Pillai J.A. Treatment of vascular cognitive impairment. Curr. Treat. Options Neurol. 2015;17(8):367. DOI: 10.1007/s11940-015-0367-0Petersen R.C. Clinical practice. Mild cognitive impairment. N. Engl. J. Med. 2011;364(23):2227–2234. DOI: 10.1056/NEJMcp0910237Ward A., Arrighi H.M., Michels S., Cedarbaum J.M. Mild cognitive impairment: disparity of incidence and prevalence estimates. Alzheimers Dement. 2012;8(1):14–21. DOI: 10.1016/j.jalz.2011.01.002Hussenoeder F.S., Conrad I., Roehr S. et al. Mild cognitive impairment and quality of life in the oldest old: a closer look. Qual. Life Res. 2020;29(6):1675–1683. DOI: 10.1007/s11136-020-02425-5Lefaucheur J.P., Aleman A., Baeken C. et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): аn update (2014-2018). Clin. Neurophysiol. 2020;131(2):474–528. DOI: 10.1016/j.clinph.2019.11.002Chervyakov A.V., Chernyavsky A.Y., Sinitsyn D.O., Piradov M.A. Possible mechanisms underlying the therapeutic effects of transcranial magnetic stimulation. Front. Hum. Neurosci. 2015;9:303. DOI: 10.3389/fnhum.2015.00303Lin Y., Jiang W.J., Shan P.Y. et al. The role of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in the treatment of cognitive impairment in patients with Alzheimer's disease: A systematic review and meta-analysis. J. Neurol. Sci. 2019;398:184–191. DOI: 10.1016/j.jns.2019.01.038Drumond Marra H.L., Myczkowski M.L., Maia Memória C. et al. Transcranial magnetic stimulation to address mild cognitive impairment in the elderly: a randomized controlled study. Behav. Neurol. 2015;2015:287843. DOI: 10.1155/2015/287843Rektorova I., Megova S., Bares M., Rektor I. Cognitive functioning after repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with cerebrovascular disease without dementia: a pilot study of seven patients. J. Neurol. Sci. 2005;229-230:157–161. DOI: 10.1016/j.jns.2004.11.021Sedlackova S., Rektorová I., Fanfrdlová Z., Rektor I. Neurocognitive effects of repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with cerebrovascular disease without dementia. J. Psychophysiol. 2008;22(1):14–19. DOI: 10.1027/0269-8803.22.1.14Лагода Д.Ю., Добрынина Л.А., Супонева Н.А. и др. Ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция в терапии умеренных когнитивных расстройств при церебральной микроангиопатии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2021;15(4):5–14. DOI: 10.54101/ACEN.2021.4.1Modak A., Fitzgerald P.B. Personalising transcranial magnetic stimulation for depression using neuroimaging: а systematic review. World J. Biol. Psychiatry. 2021;22(9):647–669. DOI: 10.1080/15622975.2021.1907710Barbour T., Lee E., Ellard K., Camprodon J. Individualized TMS target selection for MDD: сlinical outcomes, mechanisms of action and predictors of response. Brain Stimul. 2019;12(2):516. DOI: 10.1186/s12888-020-03030-zCash R.F.H., Weigand A., Zalesky A. et al. Using brain imaging to improve spatial targeting of transcranial magnetic stimulation for depression. Biological Psychiatry. 2020;7:S0006-3223(20)31668-1. DOI: 10.1016/j.biopsych.2020.05.033Пойдашева А.Г., Синицын Д.О., Бакулин И.С. и др. Определение мишени для транскраниальной магнитной стимуляции у пациентов с резистентным к фармакотерапии депрессивным эпизодом на основе индивидуальных параметров функциональной магнитно-резонансной томографии покоя (пилотное слепое контролируемое исследование). Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2019;11(4):44–50. DOI: 10.14412/2074-2711-2019-4-44-50Cole E.J., Phillips A.L., Bentzley B.S. et al. Stanford Neuromodulation Therapy (SNT): a double-blind randomized controlled trial. Am. J. Psychiatry. 2021;appiajp202120101429. DOI: 10.1176/appi.ajp.2021.20101429Beynel L., Appelbaum L.G., Luber B. et al. Effects of online repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on cognitive processing: A meta-analysis and recommendations for future studies. Neurosci. Biobehav. Rev. 2019;107:47–58. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2019.08.018Szaflarski J.P., Vannest J., Wu S.W. et al. Excitatory repetitive transcranial magnetic stimulation induces improvements in chronic post-stroke aphasia. Med. Sci. Monit. 2011;17(3):CR132–CR 139. DOI: 10.12659/msm.881446Wardlaw J.M., Smith E.E., Biessels G.J. et al. Neuroimaging standards for research into small vessel disease and its contribution to ageing and neurodegeneration. Lancet Neurol. 2013;12(8):822–838. DOI: 10.1016/S1474-4422(13)70124-8Sachdev P., Kalaria R., O'Brien J. et al. Diagnostic criteria for vascular cognitive disorders: a VASCOG statement. Alzheimer Dis. Assoc. Disord. 2014;28(3):206–218. DOI: 10.1097/WAD.0000000000000034Salvadori E., Poggesi A., Pracucci G. et al. Development and psychometric properties of a neuropsychological battery for mild cognitive impairment with small vessel disease: the VMCI-Tuscany Study. J. Alzheimers Dis. 2015;43(4):1313–1323. DOI: 10.3233/JAD-141449Lezak M.D., Howieson D.B., Loring D.W., Fischer J.S. Neuropsychological assessment. N.Y., 2012:499–504.Gadzhieva Z., Kremneva E., Morozova S. et al. fMRI of healthy elderly during Stroop test and the serial count test: Comparative analysis. J. Alzheimers Dis. Parkinsonism. 2018;8:52. DOI: 10.4172/2161-0460-C1-037Rossini P.M., Barker A.T., Berardelli A. et al. Noninvasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord and roots: basic principles and procedures for routine clinical application. Report of an IFCN committee. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1994;91:79–92. DOI: 10.1016/0013-4694(94)90029-9Ter Telgte A., van Leijsen E.M.C., Wiegertjes K. et al. Cerebral small vessel disease: from a focal to a global perspective. Nat. Rev. Neurol. 2018;14(7):387–398. DOI: 10.1038/s41582-018-0014-yDey A.K., Stamenova V., Turner G. et al. Pathoconnectomics of cognitive impairment in small vessel disease: а systematic review. Alzheimers Dement. 2016;12(7):831–845. DOI: 10.1016/j.jalz.2016.01.007Guse B., Falkai P., Wobrock T. Cognitive effects of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation: a systematic review. J. Neural. Transm (Vienna). 2010;117(1):105–122. DOI: 10.1007/s00702-009-0333-7Pisella L. Visual perception is dependent on visuospatial working memory and thus on the posterior parietal cortex. Ann. Phys. Rehabil. Med. 2017;60(3):141–147. DOI: 10.1016/j.rehab.2016.01.002Rosen A.C. Targeting location relates to treatment response in active but not sham rTMS stimulation. Brain Stimul. 2021;14(3):703–709. DOI: 10.1016/j.brs.2021.04.010Sack A.T., Cohen Kadosh R., Schuhmann T. et al. Optimizing functional accuracy of TMS in cognitive studies: a comparison of methods. J. Cogn. Neurosci. 2009;21(2):207–221. DOI: 10.1162/jocn.2009.21126Bakulin I., Zabirova A., Lagoda D. et al. Combining HF rTMS over the left DLPFC with concurrent cognitive activity for the offline modulation of working memory in healthy volunteers: a proof-of-concept study. Brain Sci. 2020;10(2):83. DOI: 10.3390/brainsci10020083Добрынина Л.А., Гаджиева З.Ш., Морозова С.Н. и др. Управляющие функции мозга: функциональная магнитно-резонансная томография с использованием теста Струпа и теста серийного счета про себя у здоровых добровольцев. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2018;118(11):64–71. DOI: 10.17116/jnevro201811811164Elliott M.L., Knodt A.R., Ireland D. et al. What is the test-retest reliability of common task-functional MRI measures? New empirical evidence and a meta-analysis. Psychol Sci. 2020;31(7):792–806. DOI: 10.1177/0956797620916786Sabbagh M., Sadowsky C., Tousi B. et al. Effects of a combined transcranial magnetic stimulation (TMS) and cognitive training intervention in patients with Alzheimer's disease. Alzheimers Dement. 2020;16(4):641–650. DOI: 10.1016/j.jalz.2019.08.197Hodaj H., Alibeu J.P., Payen J.F., Lefaucheur J.P. Treatment of chronic facial pain including cluster headache by repetitive transcranial magnetic stimulation of the motor cortex with maintenance sessions: a naturalistic study. Brain Stimul. 2015;8(4):801–807. DOI: 10.1016/j.brs.2015.01.416Chang J., Chu Y., Ren Y. et al. Maintenance treatment of transcranial magnetic stimulation (TMS) for treatment-resistant depression patients responding to acute TMS treatment. Int. J. Physiol. Pathophysiol. Pharmacol. 2020;12(5):128–133.Sathappan A.V., Luber B.M., Lisanby S.H. The dynamic duo: combining noninvasive brain stimulation with cognitive interventions. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2019;89:347–360. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2018.10.006Rossi S., Hallett M., Rossini P.M., Pascual-Leone A. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin. Neurophysiol. 2009;120(12):2008–2039. DOI: 10.1016/j.clinph.2009.08.016Pizem D., Novakova L., Gajdos M., Rektorova I. Is the vertex a good control stimulation site? Theta burst stimulation in healthy controls. J. Neural. Transm (Vienna). 2022;129(3):319–329. DOI: 10.1007/s00702-022-02466-9