Estudio de la vía cerebelo-cortical en el síndrome de Tourette mediante estimulación magnética transcraneal

Tesis Doctoral ESTUDIO DE LA VÍA CEREBELO - CORTICAL EN EL SÍNDROME DE TOURETTE MEDIANTE ESTIMULACIÓN MAGNÉTICA TRANSCRANEAL Mª Paloma Álvarez de Toledo Blandón 2022 - 2 - - 3 - Memoria presentada por María de la Paloma Álvarez de Toledo Blandón para optar al grado de Doctora por la Universidad de Sevilla. Director de tesis: D. Pablo Mir Rivera. Codirector de tesis: D. Juan Francisco Martín Rodríguez. Programa de Doctorado: Biología Molecular, Biomedicina e Investigación Clínica. Línea de Investigación: Investigación Biomédica. Lugar de realización: Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS). María de la Paloma Álvarez de Toledo Blandón ha recibido financiación para el contrato predoctoral del Programa Nacional de Formación de Profesorado Universitario (FPU) del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (Gobierno de España). - 4 - -5 - D. Pablo Mir Rivera, Profesor Titular del Departamento de Medicina de la Facultad de Medicina de la Universidad de Sevilla, y D. Juan Francisco Martín Rodríguez, investigador con contrato de Acceso al Sistema Español de Ciencia, Tecnología e Innovación del Plan Propio de Investigación de la Universidad de Sevilla, CERTIFICAN: Que la memoria del trabajo titulada “Estudio de la vía cerebelo-cortical en el síndrome de Tourette mediante estimulación magnética transcraneal” elaborada por María de la Paloma Álvarez de Toledo Blandón, Graduada en Psicología, ha sido realizada bajo su dirección y cumple las condiciones exigidas para optar al grado de Doctora por la Universidad de Sevilla. Para que así conste, firman la presente en Sevilla, a 11 de julio de 2022. Fdo.: D. Pablo Mir Rivera Fdo.: D. Juan Francisco Martín Rodríguez -6 - -7 - Agradecimientos A mis directores de tesis: Pablo Mir, porque hace 10 años me abriste las puertas del lab 104 cuando los psicólogos aún no teníamos mucha cabida en este mundo. Gracias por tu confianza, tus enseñanzas, tu comprensión, y por transmitirme tu pasión por la neuroestimulación que me ha traído hasta aquí; Juanfran, por toda la ayuda, el esfuerzo dedicado y por ser mi guía. A todos mis compañeros del laboratorio, especialmente a Tere, Loli, Marta, Rocío, Sergio, Miguel, Mario, Jose, Michel y Piluca, y al equipo clínico: Silvia, Dani, Fátima, Astrid y Laura. Gracias a todos por vuestra ayuda, los buenos ratos, vuestro cariño y por hacerme sentir parte de una familia. Como no, debo recordar a Ismael, Antonio, Cristina, Marcos y Laurita que, aunque estéis ya en otros asuntos, siempre quedará vuestra huella. Por supuesto, a mis compis de neurofisio, con quienes he pasado horas y horas en una sala compartiendo ciencia a la vez que risas, momentos únicos que no olvidaré: Paco y Paolo, gracias por transmitirme todo lo que sabíais de EMT y vuestras clases magistrales; a Lorena, Brenda, Ana, y todos los que habéis ayudado en los estudios; pero sobre todo, a mis queridos Pablo y Elena, por vuestro compañerismo, amistad y ayuda desinteresada, sin vosotros estas páginas no habrían sido posible... este trabajo es tan vuestro como mío. Como no, a todas las personas que han participado en el estudio, por permitir la realización de esta investigación, por vuestra generosidad, paciencia y amabilidad durante los experimentos. -8 - Al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades del Gobierno de España, por concederme la ayuda predoctoral (FPU) que me ha hecho posible fusionar trabajo, formación y pasión durante los últimos años. A mis padres, por vuestra gran ayuda en los momentos difíciles, por enseñarme el valor del esfuerzo, y por permitirme una formación de calidad por encima de todo. A mis hermanos, por estar siempre ahí. Y por supuesto, a mi marido, Alejandro, quien ha sufrido mis días buenos y malos a lo largo de este proceso, alumbrando mis días grises, animándome a seguir y renunciando a mucho para permitirme realizar este trabajo. Nunca podré agradecerte tanto apoyo incondicional. Por último, a mis 3 bichitos porque, sin ellos saberlo, me han ayudado a dar lo mejor de mí cada día. A todos, GRACIAS. -9 - ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS - 11 - ABREVIATURAS - 15 - CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN - 17 - 1.1. El síndrome de Tourette (ST) - 19 - 1.1.1. Etiopatogenia - 23 - 1.1.2. Comorbilidades - 26 - 1.1.3. Evaluación clínica - 28 - 1.1.4. Tratamiento - 30 - 1.1.5. Fisiopatología - 33 - 1.1.6. El cerebelo en el ST - 35 - 1.2. La estimulación magnética transcraneal (EMT) - 40 - 1.2.1. La EMT en el ST - 44 - 1.3. Estudios del control del tic - 46 - 1.4. El aprendizaje procedimental motor en el ST - 47 - 1.5. Justificación del estudio - 51 - CAPÍTULO II. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS - 53 - 2.1. Hipótesis - 55 - 2.2. Objetivos - 56 - 2.2.1. Objetivo general - 56 - 2.2.2. Objetivos específicos - 56 - CAPÍTULO III. MÉTODO - 59 - 3.1. Participantes - 61 - 3.2. Material y procedimiento - 64 - 3.2.1. EMT y registro electromiográfico - 64 - 3.2.2. Procedimiento de control del tic - 66 - 3.2.3. Evaluación neurofisiológica - 67 - - 16 - TL: Condición de tic libre TOC: Trastorno obsesivo-compulsivo TR: Tiempo de reacción UMA: Umbral motor con el músculo activo UMR: Umbral motor en reposo - 17 - CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN - 18 - - 19 - INTRODUCCIÓN 1.1. El síndrome de Tourette El síndrome de Tourette (ST) es un trastorno del neurodesarrollo caracterizado por la presencia de tics motores y vocales crónicos que causan angustia y deterioro funcional. Su primera descripción la realizó Jean-Marc Itard (Itard, 1825), siendo Georges Edouard Albert Brutus Gilles de la Tourette (Tourette, 1885) quien lo definió como un trastorno hipercinético caracterizado por tics y copro-ecofenómenos. Desde entonces, el conocimiento de la enfermedad se ha ampliado considerablemente cambiando la percepción sobre ella. Un tic se describe como una vocalización o movimiento súbito, rápido, recurrente y no rítmico. Ejemplos de tics motores comunes incluyen parpadeo, sacudidas de cabeza o torso y muecas faciales, mientras que los ejemplos de tics vocales más comunes incluyen tarareos, carraspeo, gruñidos y chillidos, siendo menos frecuente la emisión de palabras o frases. El diagnóstico se realiza de acuerdo a los criterios diagnósticos del Manual Diagnóstico y Estadístico de Trastornos Mentales, Quinta Edición (DSM-5, American Psychiatric Association, 2013), y son los siguientes: A. Múltiples tics motores (³ 2) y ³ 1 fónico, presentes en algún momento durante la enfermedad, aunque no necesariamente de forma concurrente. B. La frecuencia de los tics puede aumentar o disminuir, pero persisten durante más de un año desde la aparición del primer tic. - 20 - C. Inicio anterior a los 18 años. D. Los tics no pueden ser atribuibles a los efectos fisiológicos de una sustancia (p. ej., cocaína) o a otra afección médica (p. ej., enfermedad de Huntington, encefalitis posvírica, etc). Presentar tics no es algo exclusivo del ST. Alrededor de un 25% de los niños sanos manifiestan tics transitorios durante la infancia que desaparecen sin más durante el desarrollo, de los cuales entre un 1 - 3 % desarrollarán un trastorno crónico de tics (Efron y Dale, 2018). El ST se suele considerar una enfermedad rara, se estima que la epidemiología se encuentra entre un 0,1 y un 1%, con una mayor incidencia en varones con una ratio de 4:1 (Robertson, 2015). En el 90-95% de los casos, los tics comienzan a aparecer entre los 4 y los 13 años con diferentes grados de gravedad, y a pesar de que el ST puede resultar crónico y perdurar hasta la vida adulta, existe una clara progresión hacia una disminución total o parcial de los síntomas tras la pubertad tardía (Leckman et al., 1998; Cohen et al., 2013) y desaparece completamente o se reduce sustancialmente su gravedad en el 75% de los adultos (Leckman, 2002; Robertson, 2015) (Figura 1). Actualmente se desconocen los mecanismos neurales responsables por el que unos pacientes logran controlar o disminuir los tics en la edad adulta y otros no. En función de la forma de manifestarse, los tics pueden clasificarse en simples o complejos; los tics simples involucran un sólo grupo muscular en el caso de tics motores, o vocalizaciones simples sin significado en el caso de tics fónicos, mientras que los complejos involucran varios grupos musculares coordinados con un patrón específico o la emisión de palabras o frases (Leckman et al., 1998). Los ejemplos más característicos - 21 - de tics complejos lo componen la ecolalia y ecopraxia (imitar sonidos y gestos), y ocurre en aproximadamente la mitad de los pacientes con ST, estando asociado además con sintomatología obsesiva comórbida (Robertson, 2015). Por otro lado, la coprolalia o emisión de palabras o frases obscenas, a pesar de ser un evento muy conocido y característico de los pacientes con ST, ocurre en sólo un 15 - 20 % de los casos y suele aparecer tras una media de 5 años posteriores al comienzo de los tics, siendo más frecuente en varones (Eapen y Robertson, 2015). Los niños que comienzan con ST suelen debutar con tics simples que involucran los ojos o la cara, siendo relativamente rara la presentación de tics complejos. Con el paso del tiempo, los tics pueden ser sustituidos por otro nuevos, cambiar de frecuencia, gravedad y distribución a lo largo de la vida, y pueden pasar de ser simples a complejos e incluso reaparecer tras un periodo de tiempo sin ellos (Cohen et al., 2013). También, los tics suelen exacerbarse por ansiedad y estrés o, por el contrario, pueden aliviarse por tareas mentales y físicas que requieren concentración, como hacer deporte o escuchar música (Cavanna y Seri, 2013). - 22 - Figura 1 | Curso clínico del síndrome de Tourette y sus principales comorbilidades. El grosor de las barras horizontales corresponde a la gravedad de los síntomas. TDAH: Trastorno por déficit de atención e hiperactividad; TOC: Trastorno obsesivo-compulsivo (Modificado de Cohen et al., 2013). A menudo los tics se acompañan de un componente sensorial que precede al tic y se alivia con su ejecución, llamado urgencia premonitoria. Este fenómeno suele describirse como una tensión interna de querer moverse o tener una sensación incómoda en alguna parte específica del cuerpo. En este caso suele llamarse "tic sensorial", y los pacientes realizarán el movimiento voluntariamente para que la sensación desaparezca, de hecho, existen varios estudios que demuestran que la mayoría de los pacientes con ST describen los tics como una respuesta motora voluntaria para una sensación involuntaria, con el principal objetivo de aliviar dicha Urgencia premonitoria Tics TDAH TOC Edad (años) - 23 - sensación (Kwak et al., 2003; Bliss, 1980; Leckman et al., 1993). Este efecto calmante tiene una duración limitada y tras un periodo de tiempo variable la tensión volverá a acumularse rápidamente (Hallett, 2015). Sin embargo, este aspecto suele valorarse únicamente en pacientes mayores de 10 años ya que es común que los pacientes con ST menores no sean capaces de describir este componente sensorial (Robertson, 2015; Woods et al., 2005). A diferencia de los trastornos del movimiento involuntarios, como la corea o la distonía, los tics son suprimibles y se pueden inhibir de forma voluntaria durante un periodo de tiempo determinado en el cual el paciente acumula tensión interna por la propia inhibición (Efron y Dale, 2018), produciéndose normalmente una explosión de tics tras este periodo para liberar la tensión acumulada. Este grado de control inhibitorio voluntario sobre los tics se usa con frecuencia en la clínica para distinguir los tics de otras patologías que no se pueden inhibir voluntariamente. Sin embargo, a pesar de este valor diagnóstico, el control voluntario sobre los tics no ha recibido mucha atención y su papel en la comprensión de la fisiopatología del trastorno aún no se ha explorado a fondo (Ganos et al., 2018a). 1.1.1. Etiopatogenia Parece ser que el ST tiene un fuerte componente genético que predispone a padecerlo siendo muy probable un patrón de herencia poligénica (Leckman y Bloch, 2008), tratándose de un trastorno genéticamente heterogéneo y multifactorial tal y como han encontrado diversas investigaciones (Ali et al., 2013). Muchos de los genes de riesgo parecen involucrar a los sistemas dopaminérgicos y serotoninérgicos (Hallett, - 24 - 2015). Un estudio de asociación del genoma identificó una señal más grande del rs7868992 en el cromosoma 9q32 dentro del gen COL27A1, un colágeno fibrilar que, aunque se expresa principalmente en el cartílago, se expresa en el cerebelo durante muchas etapas del desarrollo humano. Aunque los colágenos no fibrilares se han implicado en varios procesos del neurodesarrollo (por ejemplo, la guía del axón y la sinaptogénesis), se desconoce la función de COL27A1 en el sistema nervioso durante el desarrollo (Scharf et al., 2013). El componente genético hace que el trastorno sea entre 10 y 100 veces más común en familiares de primer grado de pacientes con ST en comparación con la población general (Pauls et al., 2014), aunque los factores ambientales juegan también un papel relevante en la manifestación de la enfermedad. Así, estudios sobre epigenética han puesto el foco de atención sobre infecciones y diferencias inmunológicas (Madhusudan y Cavanna, 2013). En concreto, la metilación, proceso epigenético que participa en la expresión de los genes, parece influir en la expresión génica en el ST, lo que respalda la evidencia sobre contribuciones ambientales al fenotipo de la enfermedad (Pagliaroli et al., 2016; Zilhao et al., 2015). Por otro lado, existe una gran variedad de factores de riesgo ambientales que se han relacionado con el ST (Leckman, 2002): 1. Factores de riesgo ambientales y gestacionales: a. Náuseas severas y vómitos durante el primer trimestre. b. Estrés psicosocial grave de la madre durante el embarazo. c. Consumo durante el embarazo de café (más de 2 tazas al día), cigarrillos (más de diez al día) o alcohol (más de dos bebidas al día). - 25 - d. Gemelo idéntico con bajo peso al nacer. e. Niños con bajo peso al nacer con evidencia de lesiones parenquimatosas, agrandamiento ventricular o ambos. f. Hipoxia o isquemia transitoria durante el parto (trabajo de parto > 24 h), uso de fórceps, cordón nucal, evidencia de sufrimiento fetal. g. Puntuaciones bajas de Apgar. 2. Trauma psicosocial grave, estrés diario recurrente (p. ej., burlas de los compañeros) o excitación emocional extrema. 3. Infecciones estreptocócicas recurrentes con respuesta autoinmune posinfecciosa. 4. Abuso de drogas (Exposición a esteroides androgénicos; Uso intermitente crónico de cocaína y otros psicoestimulantes). 5. Trastornos médicos o psiquiátricos coexistentes (Trastornos hipercinéticos; Problemas de aprendizaje; Depresión; Depresión maníaca). Por tanto, debido a la heterogeneidad genética y la multitud de factores de riesgos ambientales no es de extrañar la variedad encontrada en la fenomenología clínica encontrada en estudios previos, que confirman la existencia de múltiples fenotipos dentro del espectro de la enfermedad mediante el análisis de factores de componentes principales y el análisis de conglomerados jerárquicos (Cavanna y Rickards, 2013). - 32 - mayor parte de estas complicaciones se pueden prevenir mediante el uso de antipsicóticos atípicos, como la risperidona y aripiprazol, por lo que actualmente suponen la elección de primera línea de tratamiento basado en las recomendaciones de expertos de Europa (Roessner et al., 2022; Farag et al., 2015). Existe evidencia de la eficacia de estos fármacos sobre la gravedad de los tics, incluyendo como efectos adversos más comunes somnolencia y sedación, ganancia de peso y otros efectos metabólicos, pero disminuyendo la frecuencia de los trastornos del movimiento inducidos por fármacos (Ganos et al., 2017; Efron y Dale, 2018). Por otro lado, en pacientes con ST con TOC comórbido, se puede añadir un inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina, como fluoxetina, sertralina o fluvoxamina, que además de resultar efectivo para la ansiedad o TOC, puede tener un efecto indirecto beneficioso sobre la gravedad de los tics (Efron y Dale, 2018). Terapia psicológica: La terapia no farmacológica principal lo compone la intervención global de comportamiento para TICS (CBIT). Es un programa que consiste en el entrenamiento de reversión del hábito, el entrenamiento de relajación e intervenciones funcionales diseñadas para abordar situaciones que pueden empeorar los tics. Implica capacitar a los pacientes para realizar un comportamiento incompatible para evitar un tic cada vez que sienten una sensación premonitoria (Billnitzer y Jankovic, 2020). Debido a su eficacia, esta terapia ha recibido una recomendación de "alta confianza" en las pautas de práctica clínica emitidas por la Academia Americana de Neurología (AAN) (Pringsheim et al., 2019). Sin embargo, las principales barreras de esta terapia las supone la falta de - 33 - profesionales capacitados para aplicarla, el coste de esta y la adherencia del paciente al tratamiento (Billnitzer y Jankovic, 2020). Otras terapias: Podemos encontrar otras alternativas de tratamiento para casos específicos, como las inyecciones de toxina botulínica, que pueden ser útiles en pacientes con tics localizados graves (por ejemplo, contracciones musculares cervicales susceptibles de causar lesiones) (Marras et al., 2001), y la estimulación cerebral profunda (DBS) para pacientes adultos en los que las opciones anteriores no han sido suficientes (Mink et al., 2006). Por tanto, las terapias existentes en la actualidad para el ST pueden ser eficaces para mejorar la gravedad de los tics aunque implican una serie de efectos adversos de posible gravedad, siendo en algunos casos ineficaces (terapia farmacológica), implicando invasividad (en el caso de DBS) o resultando de difícil acceso (terapia no farmacológica), por lo que se hace necesaria una mayor investigación orientada a explorar nuevas vías de tratamiento para el ST. 1.1.5. Fisiopatología Los mecanismos de generación y control de los tics actualmente no son del todo conocidos (Ganos et al., 2018a), aunque existen varios estudios sobre ST que encuentran una aceptación general de la participación del circuito cortico-estriado-tálamo-cortical (CETC) en la fisiopatología de ST (Graybiel y Rauch, 2000; Suppa et al., 2014; Suppa et al., 2012; Worbe et al., 2015; Ganos, 2016). Así, los tics se han asociado con anomalías - 34 - en los ganglios basales y, en particular, con una disfunción de las redes GABAérgicas estriatales que conducen a un exceso de señalización dopaminérgica estriatal (Peterson et al., 2001; Whitehead et al., 2001; Draper et al., 2014; Albin et al., 2003) que a su vez provoca un funcionamiento anormal de circuitos tálamo-corticales, que conducen a la generación de los tics (Mink, 2001). De hecho, se ha demostrado que la liberación de dopamina estriatal en este circuito puede inducir la producción de tics como consecuencia de una anomalía excitatoria focal en el cuerpo estriado que provoca una desinhibición no deseada de los circuitos tálamo - corticales (Albin y Mink, 2006; Mink, 2001). Sin embargo, varios estudios han encontrado también alteraciones en otras regiones, que podrían deberse a procesos fisiopatológicos propios de la enfermedad o bien a mecanismos compensatorios. Así, por un lado, se ha evidenciado un adelgazamiento cortical en áreas frontales y sensoriomotoras, y una disminución de la profundidad y espesor de los surcos corticales (Muellner et al., 2015). Por otro lado, a nivel funcional se ha demostrado que los pacientes con ST muestran un aumento significativo del flujo sanguíneo cerebral e hiperperfusión al núcleo caudado izquierdo y cingulado anterior relacionada con el tic, así como hipoperfusión a la corteza prefrontal dorsolateral izquierda. También se ha observado hipoperfusión en las áreas estriatal, frontal y temporal (Robertson et al., 2017). En pacientes con ST no grave se observa una potenciación de la conectividad funcional entre el área motora suplementaria (AMS) y la corteza motora primaria (M1), disminuyendo el tic a través del aumento de la inhibición GABAérgica tónica sobre M1 (Draper et al., 2014), y relacionándose esta alteración en la conectividad con una mejora en el desempeño en tareas de control conductual. Estos datos sugieren que los pacientes con ST que llegan a controlar el tic desarrollan mecanismos neuronales compensatorios durante el desarrollo del individuo, - 35 - potenciando áreas cerebrales no incluidas en el CETC que actúan sobre el mismo circuito inhibiéndolo. De hecho, se ha propuesto que varias áreas cerebrales que muestran un aumento de su volumen, como la corteza prefrontal (Kates et al., 2002), la corteza cingulada (Plessen et al., 2004), y el hipocampo (Peterson et al., 2007), constituyen una red de adaptación neuronal a la presencia de tics, cuyos mecanismos compensatorios ayudarían a suprimir o modular la gravedad de los tics (Plessen et al., 2009). Otra área que guarda relación con el circuito CETC y cuya implicación en el ST no ha sido aún muy explorada, es el cerebelo. Se ha encontrado en estudios de resonancia magnética funcional (RMf) que en pacientes con ST se produce una activación de regiones cerebelosas durante la producción del tic, además de la corteza sensoriomotora y tálamo (Bohlhalter et al., 2006), lo que sugeriría que además del circuito CETC y las áreas previamente descritas, es posible la implicación del cerebelo en la fisiopatología del trastorno, aunque su papel en la enfermedad y posibles adaptaciones en su actividad por mecanismos compensatorios aún no se conocen. 1.1.6. El cerebelo en el ST El cerebelo constituye un área cerebral que en los últimos años ha despertado el interés de las investigaciones sobre ST, ya que ha demostrado poseer proyecciones eferentes hacia diversas áreas corticales, entre las cuales se encuentran M1 y la corteza prefrontal dorsolateral, interviniendo por tanto en funciones tanto motoras como no motoras. Esta acción se produce a través de la vía cerebelo-tálamo-cortical (CTC), que comienza en las células de Purkinje, localizadas en la corteza cerebelosa, que proyectan mediante conexiones inhibitorias hacia los núcleos cerebelosos profundos (núcleo - 36 - dentado), los cuales a su vez conectan con el tálamo ventral mediante una vía excitatoria conectando finalmente en la corteza motora (Allen y Tsukara, 1974; Kelly y Strick, 2003) (Figura 2). El cerebelo está fuertemente conectado con los ganglios basales, tanto anatómica como funcionalmente (Pelzer et al., 2013; Caligiore et al., 2017; Bohlhalter et al., 2006; Mc Cairn et al., 2013). Esta conexión consiste en una fuerte proyección sináptica desde el cerebelo al cuerpo estriado mediada por los núcleos intralaminares del tálamo. A su vez, el núcleo subtalámico, un componente importante de los ganglios basales, tiene una proyección disináptica a la corteza cerebelosa a través de los núcleos pontinos (Pelfer et al., 2013) (Figura 2), por lo que es posible que el cerebelo tenga un rol dentro del entramado de alteraciones fisiológicas observadas en pacientes con ST, aunque aún se desconoce su implicación. Existen estudios recientes de neuroimagen sobre el cerebelo en ST que muestran que este área cerebral podría jugar un papel relevante en la generación de tics en los pacientes, aunque los diferentes estudios arrojan resultados inconsistentes. Por un lado, se ha observado un volumen reducido de sustancia gris (SG) en varios lóbulos cerebelosos que juegan un papel importante en la función sensoriomotora y ejecutiva. En concreto, se ha encontrado un menor volumen de SG en el lóbulo cerebeloso Crus I y en el lóbulo VI, VIIB y VIIIa tanto en niños como en adultos. Además, los autores encuentran una relación entre la gravedad de la enfermedad y el lóbulo VI, es decir, el aumento de la gravedad de los tics motores y la desinhibición motora se asociaron con un volumen reducido de SG (Sigurdsson et al., 2020; Tobe et al., 2010). También se ha encontrado diferencias entre pacientes y controles en el cerebelo anterior, aunque en - 37 - sentido contrario, con un aumento del volumen de SG en el cerebelo anterior derecho e izquierdo y el vermis (Wan et al., 2021). Hasta el momento, estos datos sugieren que el cerebelo está involucrado en la patogenia del ST. Sin embargo, existen por otro lado varios estudios en niños con ST que no han encontrado diferencias en el volumen de SG del cerebelo entre pacientes y controles (Tikoo et al., 2021; Hong et al., 2002; Mirabella et al., 2020; Roessner et al., 2009). Por lo tanto, ante la variedad de resultados encontrados en diferentes investigaciones se hace necesaria la realización de más estudios para ayudar a aclarar estas discrepancias. Los datos obtenidos con neuroimagen funcional parecen encontrar un mayor consenso. Parece que los pacientes adultos con ST muestran una activación prominente del cerebelo, áreas sensoriomotoras y la ínsula durante la producción del tic (Bohlhalter et al., 2006). La activación cerebelosa se observa principalmente en los lóbulos VI y VII B y crus I y II (Lerner et al., 2007), lo que relacionaría esta área con la fisiopatología de la generación del tic. Además, la conectividad funcional (CF) en crus I derecho en estado de reposo en pacientes pediátricos con ST es mayor que en los controles, con una CF menor a medida que aumenta la gravedad de la enfermedad según el YGTSS, lo que podría significar que el aumento de la CF en estos pacientes refleja mecanismos neuroplásticos compensatorios probablemente implicados en la modulación de la expresión de los tics (Tikoo et al., 2020), al igual que otras áreas conectadas con el circuito CETC descritas previamente. Además, estos pacientes muestran una desconexión funcional del circuito CTC, mostrando una conectividad funcional reducida del núcleo dentado con el tálamo y las cortezas cerebelosa y cortical (Tikoo et al., 2021). Esta conectividad funcional alterada también se observa en pacientes adultos con ST, - 38 - como demuestra el estudio de Ramkiran et al. (2019) en el que se observó en pacientes con ST una reducción de la CF entre el cerebelo crus I derecho e izquierdo y el cerebelo crus II izquierdo, y varias regiones corticales, incluido el giro frontal superior, el giro frontal medio, y el polo frontal en comparación con controles sanos (Ramkiran et al., 2019). Estos resultados se suman a la creciente evidencia existente de que las interacciones cerebelo-tálamo-cortical juegan un papel importante en la sintomatología de los tics. Tomando en conjunto lo mencionado anteriormente, la evidencia existente apoya que las interacciones entre el cerebelo y circuitos cortico-basales están involucradas en la patogenia del ST, aunque aún existen aspectos controvertidos y mecanismos neurofisiológicos sin explorar. Otra técnica de estudio capaz de poner a prueba la conectividad funcional entre el cerebelo y otras áreas corticales es la estimulación magnética transcraneal (EMT), concretamente a través del protocolo de inhibición cerebelo-cortical (CBI, del inglés "cerebellar brain inhibition"), aunque por el momento no hay estudios que lo hayan explorado en pacientes con ST. A continuación describimos los mecanismos de acción y algunas de las posibilidades de investigación de esta técnica. - 39 - Figura 2 | Modelo del circuito cerebelo-tálamo-cortical y su conexión con los ganglios basales. Los recuadros de color gris claro indican los cuatro componentes: ganglios basales (GB), cerebelo (Cer), tálamo (Th) y la corteza motora primaria (M1). Cada pequeño círculo gris oscuro dentro de los componentes representa una unidad integradora que al activarse ocasiona el disparo de una población neuronal. Tanto Cer como M1 se proyectan hacia la parte descendente lateral y medial. Abreviaturas: StrD1: Receptor D1 en el estriado; StrD2: Receptor D2 en el estriado; STN: Núcleo subtalámico; GPe: Globo pálido externo; GPi: Globo pálido interno; SNr: Sustancia negra pars reticulara; MF: Fibras musgosas; GC: Células granulares; GO: Células de Golgi; PC: Células de Purkinje; DN: Núcleo dentado; ThBC: Regiones talámicas con proyecciones de ganglios basales y cerebelo; ThC: Regiones talámicas donde sólo proyecta el cerebelo; DA: Salida de dopamina que afecta a StrD1 y StrD2 (Tomado de Caligiore et al., 2017). - 40 - 1.2. La estimulación magnética transcraneal Muchos de los aspectos neurofisiológicos expuestos anteriormente pueden estudiarse de manera indirecta a través de la EMT. La EMT es una herramienta no invasiva e indolora la cual se emplea para realizar estimulación eléctrica de tejido neural incluyendo corteza cerebral, cerebelo, raíces espinales, nervios craneales y periféricos. Esta técnica fue descrita por primera vez en 1985 por Barker et al. (1985), y desde entonces ha contribuido enormemente al conocimiento sobre el funcionamiento cerebral y el sistema nervioso central (SNC). La EMT se basa en el principio de la inducción electromagnética, en el cual se pasa una gran cantidad de corriente eléctrica en un corto periodo de tiempo a través de una bobina colocada sobre el cuero cabelludo del individuo. Este paso rápido de corriente eléctrica por la bobina produce un campo magnético intenso que a su vez induce una corriente eléctrica en el tejido nervioso subyacente capaz de excitar los axones de las neuronas corticales más superficiales. Cuando la EMT es aplicada sobre M1 es capaz de despolarizar las células nerviosas de la vía descendente corticoespinal y provocar una contracción del músculo contralateral provocando un potencial evocado motor (PEM) (Figura 3). Esta respuesta muscular puede registrarse utilizando un electromiograma sobre el músculo estimulado. La EMT puede ser aplicada como un pulso de estimulación único, pares de pulsos separados por diferentes intervalos de tiempo en las mismas o diferentes áreas del SNC, o serie de pulsos repetitivos a frecuencias variables para inducir plasticidad o modular una vía cerebral concreta. Las interacciones de facilitación e inhibición de la corteza cerebral pueden ser estudiadas por medio de EMT utilizando la técnica de pares de - 41 - pulsos, en la cual se aplica una combinación de un estímulo sub-umbral denominado estímulo condicionante (EC) y un estímulo supra-umbral conocido como estímulo test (ET) separados por intervalos de tiempo cortos. Existe consenso de que la aplicación de intervalos entre-estímulos (IEE) cortos (1 - 5 ms) activa en M1 mecanismos dependientes de GABAA lo que disminuye la amplitud del PEM (Fisher et al., 2002; Hanajima et al., 2003; Zoghi et al., 2003). Este protocolo de EMT es llamado inhibición intra-cortical a intervalo corto (SICI, del inglés "Short intra-cortical inhibition"). El estímulo condicionante puede aplicarse en otro área del encéfalo con una segunda bobina para estudiar la interacción entre dos áreas cerebrales, por ejemplo, para estudiar la interacción cerebelo-cortical mediante un protocolo de CBI. En este protocolo, al aplicar un estímulo magnético sub-umbral en el hemisferio cerebeloso unos milisegundos antes que el estímulo test sobre M1 contralateral (generalmente 5 ms) se observa una reducción de la amplitud del PEM, probablemente a través de la activación de las células de Purkinje que producen una inhibición de la corteza motora a través de la inhibición de los núcleos profundos cerebelosos, que facilitan tónicamente la corteza motora a través de la vía cerebelo-talamo-cortical (Ugawa et al., 1995) (Figura 4). - 48 - flexibilidad cognitiva. También se ha encontrado ligeras deficiencias en cuanto a cognición social en el ST, que sería consistente con los rasgos autistas característicos de estos pacientes. Por otro lado, la memoria a nivel global, la fluidez verbal, y algunas funciones ejecutivas como la planificación y la toma de decisiones no parece que estén afectadas en niños ni adultos con ST (Morand-Beaulieu et al., 2017). Un aspecto que ha despertado interés en pacientes con ST debido a su solapamiento con los mecanismos fisiopatológicos que subyacen a la enfermedad es el aprendizaje procedimental motor (APM). El APM es una forma de memoria implícita o no declarativa, y hace referencia a la capacidad de adquirir gradualmente las habilidades motoras o cognitivas por medio de la práctica (Cohen y Squire, 1980), logrando un mayor rendimiento o rapidez de la respuesta en sujetos sanos como resultado de la exposición repetida a un procedimiento específico sin el recuerdo consciente del episodio de aprendizaje en concreto o las reglas subyacentes a la tarea. Este tipo de aprendizaje se ha relacionado con el cerebelo, que ha demostrado estar involucrado en el aprendizaje de nuevos procedimientos durante la ejecución de una tarea motora (Ito, 2008; Petrosini, 2007; Torriero et al., 2007; Leggio et al., 2000) y en particular, durante el aprendizaje procedimental secuencial, medido a través de tareas secuenciales de tiempo de reacción englobadas dentro del paradigma Serial Reaction Time Task (SRTT) (Gómez-Beldarrain et al., 1998; Molinari et al., 1997; Pascual-Leone et al., 1993) (Figura 5). De hecho, se ha demostrado que la EMT repetitiva cerebelosa disminuye el aprendizaje procedimental durante la realización de una tarea de APM (Torriero et al., 2004). Este paradigma ha sido comúnmente utilizado para valorar este tipo de - 49 - aprendizaje y para estudiar el funcionamiento cerebeloso en múltiples condiciones médicas. Las investigaciones sobre el APM en pacientes con ST resultan contradictorias. Algunos estudios han encontrado esta habilidad intacta o incluso mejorada en pacientes con ST (Takács et al., 2018; Shephard et al., 2018; Takács et al., 2017), mientras que otros han encontrado una peor ejecución en el aprendizaje de secuencias mediante la tarea SRTT en los pacientes en comparación con sujetos sanos (Kéri et al., 2002; Marsh et al., 2004, Tóth-Fáber et al., 2021). Es por ello por lo que son necesarios más estudios que aporten nuevas evidencias de la repercusión del ST sobre el aprendizaje motor. - 50 - Figura 5 | (A) Esquema de una tarea Serial Reaction Time Task: Al inicio de cada ensayo aparece una señal visual que indica a los participantes el botón que debe presionar. Cuando el sujeto presiona el botón la señal visual desaparece y finaliza el ensayo. Tras un periodo temporal preestablecido comienza un nuevo ensayo. La posición de la señal visual puede reproducir una secuencia repetitiva o ser aleatoria. (B) Datos del tiempo de reacción de un solo participante, que muestra una disminución constante en los ensayos secuenciales hasta la reintroducción de un ensayo aleatorio al final de la tarea para verificar el aprendizaje de la secuencia previa, produciéndose un aumento espontáneo en los tiempos de reacción (Modificado de Robertson, 2007). - 51 - 1.5. Justificación del estudio Como hemos ido observando a lo largo de los párrafos anteriores, existe abundante investigación sobre el ST, pero los resultados a menudo resultan contradictorios o heterogéneos, no estando aún clara la fisiopatología del ST ni los mecanismos implicados en la generación y control de los tics. Tampoco esta clara la repercusión que estos mecanismos puedan tener sobre aspectos conductuales, como el aprendizaje motor. Además de la evidencia de la implicación del circuito CETC, existen indicios de un probable rol del cerebelo en la fisiopatología de la enfermedad, aunque actualmente los estudios que lo han explorado son escasos, no existiendo estudios de EMT en estos pacientes que evalúen la vía CTC. Para nosotros, la importancia de atribuir un funcionamiento alterado a un área cerebral específica se hace aún más importante en pacientes adultos con ST, quienes, por motivos desconocidos, no han logrado desarrollar los mecanismos compensatorios necesarios para hacer desaparecer los tics. Es en estos pacientes crónicos en los que consideramos de vital importancia detectar los mecanismos subyacentes implicados con el objetivo de desarrollar terapias alternativas que logren minimizar los síntomas y las posibles consecuencias que pueda tener a nivel funcional, y mejorar por tanto su calidad de vida. Así, si logramos ubicar un funcionamiento anómalo o los mecanismos responsables del control del tic en un área accesible a la EMT, por ejemplo, en el cerebelo, podríamos modular la excitabilidad de dicha área mediante protocolos de EMT repetitiva. A su vez, en un futuro se podrían diseñar terapias de modulación mediante EMT repetitiva para niños y adolescentes con ST con el objetivo de potenciar mecanismos compensatorios que reduzan los tics y - 52 - disminuir así las probabilidades de desarrollar un trastorno por tics crónico en la edad adulta. - 53 - CAPÍTULO II HIPÓTESIS Y OBJETIVOS - 54 - - 55 - HIPÓTESIS Y OBJETIVOS 2.1. Hipótesis Parece que los circuitos cortico-subcorticales y sus conexiones con el cerebelo juegan un papel clave en los síntomas del ST, y que se producen cambios en estas áreas que podrían implicar mecanismos compensatorios para lograr un mejor control de los tics durante la edad adulta. Es por ello que en el presente estudio esperamos encontrar una interacción de la vía cerebelo-tálamo-cortical alterada en los pacientes con ST en comparación con el grupo control, y que además este patrón se relacione con parámetros de gravedad de la enfermedad. A su vez, dado que existen áreas cerebrales especializadas en mecanismos de control del tic y que el cerebelo desempeña un papel importante en la modulación motora, creemos que esta área modificará su actividad y se apreciarán cambios en la vía CTC en aquellos momentos en los que los pacientes controlan los tics voluntariamente, y que este cambio se relacionará además con la capacidad de control del tic. Por otro lado, se conoce que el cerebelo juega un papel clave en la adquisición de aprendizajes implícitos, y a su vez estudios previos asocian el ST con un deterioro en la capacidad de aprendizaje secuencial, por lo que a través del desempeño en una tarea de aprendizaje procedimental motor mediante series secuenciales esperamos encontrar una peor ejecución en los pacientes en comparación con el grupo control. - 56 - 2.2. Objetivos 2.2.1. Objetivo general Como objetivo general, en este estudio pretendemos conocer la conectividad de la vía cerebelo-tálamo-cortical en pacientes con ST tanto en condición de tic libre como durante el control voluntario de los tics, así como su repercusión funcional sobre el aprendizaje motor implícito. 2.2.2. Objetivos específicos A su vez, contamos con una serie de objetivos específicos que se enumeran a continuación: 1. Evaluar la excitabilidad cortical basal mediante EMT estudiando el umbral motor en reposo. 2. Estudiar mediante EMT la inhibición intra-cortical a intervalo corto entre estímulos (SICI) en el hemisferio cerebral dominante en pacientes con ST. 3. Estudiar la integridad de la vía cerebelo-tálamo-cortical a través de un protocolo de EMT de inhibición cerebelosa (CBI). 4. Comprobar si los posibles hallazgos encontrados en los protocolos de EMT se modifican cuando los pacientes con ST inhiben los tics voluntariamente. - 57 - 5. Evaluar la capacidad de aprendizaje motor implícito en los pacientes con ST a través de una tarea del paradigma Serial Reaction Time Task (SRTT). 6. Explorar la relación entre los resultados de EMT con parámetros de gravedad de la enfermedad y sus comorbilidades. 7. Estudiar la relación entre el desempeño en la tarea SRTT y otras variables neurofisiológicas y clínicas. - 64 - 3.2. Material y procedimiento 3.2.1. EMT y registro electromiográfico Tanto controles como pacientes fueron sometidos a una sesión de EMT de 2 horas de duración aproximadamente en la que se encontraban sentados, con las manos en supinación y la cabeza erguida mirando al frente. Se emplearon dos estimuladores magnéticos Magstim 200 con un módulo BiStim2 (The Magstim Company Ltd, Carmarthenshire, Wales, UK), y en función del protocolo aplicado, se le conectaron una o dos bobinas estándar en figura de ocho (70 mm de diámetro). La bobina que aplicaba el estímulo test se situó siempre sobre M1 en el lado contralateral al músculo a estudiar con el mango apuntando hacía atrás y lateralmente formando un ángulo de 45º con respecto al plano sagital, para generar una corriente postero-anterior en el cerebro. Esta posición permite que la corriente generada incida de forma adecuada para la activación trans-sináptica de las neuronas corticales (Barker et al., 1985). Para el registro de las respuestas motoras producidas por la EMT, se realizó un registro electromiográfico (EMG) sobre el primer músculo interóseo dorsal (FDI, del inglés “first dorsal interosseous”) de la mano derecha, contralateral al hemisferio cerebral estimulado (hemisferio izquierdo). Se colocaron tres electrodos de superficie de tipo Ag-AgCl: el electrodo activo sobre el vientre muscular de FDI, el de referencia sobre la articulación interfalángica proximal del músculo FDI y el correspondiente a la tierra sobre la palma de la mano o la muñeca. Las señales registradas por los electrodos se amplificaron mil veces y se filtraron (filtro paso alto de 30Hz y filtro paso bajo de 1kHz) con un amplificador Digitimer D360 (Digitimer, Hertfordshire, Reino Unido). Las señales - 65 - EMG se digitalizaron mediante una tarjeta conversora analógico/digital modelo CED 1401 (Cambridge Electronic Devices, Cambridge, Reino Unido). Finalmente, se registraron en un ordenador con el software SIGNAL V. 4.00 (Cambridge Electronic Devices, Cambridge, Reino Unido). Durante los experimentos la actividad electromiográfica se monitorizó de forma continua para proporcionar una retroalimentación visual, poder asegurar una relajación completa en reposo y para comprobar el nivel de actividad electromiográfica durante la contracción tónica. La posición óptima para la activación del músculo primer interóseo o “hot spot” se determinó moviendo la bobina unos 0,5 cm de forma sucesiva hasta encontrar la zona donde se producía el potencial evocado motor (PEM) más amplio de forma consistente en el músculo. Esta zona fue marcada sobre el cuero cabelludo de cada uno de los participantes con un rotulador fácil de borrar para mantener una posición idéntica de la bobina durante todo el estudio. Las intensidades y frecuencias de EMT utilizadas en nuestro estudio estuvieron dentro de los límites establecidos por las guías de seguridad. Mediante este sistema evaluamos una serie de parámetros neurofisiológicos aplicando protocolos de EMT, adquiriendo en primer lugar los valores correspondientes a umbrales motores (umbral motor en reposo y umbral motor activo) y aplicando posteriormente dos protocolos de pulsos pareados: Inhibición intra-cortical a intervalo corto (SICI) e inhibición cerebelo-cortical (CBI). Ambos se detallan en el apartado 'Evaluación neurofisiológica'. - 66 - 3.2.2. Procedimiento de control del tic Ambos protocolos de pulsos pareados fueron aplicados tanto en condición de tic libre (TL), en el que se permitía a los pacientes tener todos los tics que desearan sin restricciones, como en condición de inhibición voluntaria del tic (IVT), en el que se pedía a los pacientes que intentaran controlar los tics intencionalmente. De esta manera, los pacientes se sentaban frente a una pantalla en la que, durante la aplicación de los protocolos de EMT, se mostraban instrucciones sobre el control del tic de la siguiente manera: Para prevenir la anticipación de la duración del periodo de inhibición del tic, los intervalos de tiempo fueron variables, de modo que cada instrucción tenía una duración de 60, 90, o 120 segundos que se asignaba de forma aleatoria (Ganos et al., 2018b), presentándose siempre ambas órdenes de forma alterna. Cada intervalo temporal se presentó dos veces para cada condición de control del tic. Durante este proceso los pacientes fueron videofilmados para poder cuantificar posteriormente los tics manifestados y así poder comprobar si lograron una inhibición efectiva de ellos durante los protocolos de EMT. Los datos de EMG obtenidos de la EMT fueron separados en función de la orden presentada, por lo que se finalmente se obtuvo para cada paciente y protocolo los datos clasificados como se muestra a continuación: - 67 - 3.2.3. Evaluación neurofisiológica Los datos recogidos mediante estimulación magnética transcraneal y los protocolos aplicados fueron los siguientes: Umbrales motores: El umbral motor de reposo (UMR) se definió como la potencia de salida mínima del estimulador capaz de inducir un PEM fiable (unos 50 μV de amplitud) en al menos 5 de 10 estímulos consecutivos con el músculo primer interóseo completamente en reposo (Groppa et al., 2012; Rothwell, 1997). El umbral motor activo (UMA) se definió como la mínima intensidad que producía un PEM de al menos 200 μV en una contracción tónica del músculo FDI en al menos 5 de 10 estímulos consecutivos, mientras el sujeto mantiene una contracción de aproximadamente el 20% de la contracción máxima voluntaria (Groppa et al., 2012; Rothwell, 1997). SICI / CBI Condición Tic Libre (TL) 60 seg (x 2) 90 seg (x 2) 120 seg (x 2) Condición Inhibición Voluntaria del Tic (IVT) 60 seg (x 2) 90 seg (x 2) 120 seg (x 2) - 68 - Pulsos simples: Para obtener una medida de pulsos simples se extrajeron 128 PEM del protocolo de inhibición intra-cortical a intervalo corto en cada grupo (ver en el siguiente párrafo), correspondientes a los estímulos test (ET) aislados. En el grupo de pacientes los PEM se dividieron entre cada condición de control del tic para analizarlos por separado. Inhibición intra-cortical a intervalo corto entre estímulos (SICI): Basándonos en estudios previos (Carrillo et al., 2013), se aplicaron dos estímulos magnéticos monofásicos a través de la misma bobina en forma de ocho conectada al módulo BiStim para conectar ambos estimuladores, y se administraron sobre la corteza motora del hemisferio izquierdo, investigando el efecto del primer estímulo (condicionante, EC) sobre el segundo (test, ET). La intensidad del EC se fijó al 80% del umbral motor activo (Kujirai et al., 1993). El ET se ajustó a una intensidad tal que cuando se aplicara solo produjese un PEM de aproximadamente 1 mV de amplitud pico a pico. El intervalo entre estímulos (IEE) estudiado fue 2,5 ms (Ziemann et al., 1996; Roshan et al., 2003). En los controles, las diferentes condiciones (una con el estímulo test solo y la otra con un pulso condicionante) fueron estudiadas en un bloque único en forma de 256 ensayos, de los cuales 128 fueron pulsos magnéticos aislados (ET) y 128 pulsos magnéticos pareados (EC + ET). En los pacientes, los 256 pulsos se distribuyeron equitativamente entre cada una de las condiciones de control del tic y los intervalos temporales. Entre cada ensayo se estableció una demora de 4s ± 20% de variabilidad. - 69 - El orden de presentación de las distintas condiciones de pulsos magnéticos fue aleatorio. Se consideró como SICI el porcentaje de inhibición del PEM condicionado (IEE 2,5 ms) en relación al PEM no condicionado (ET). Inhibición cerebelo-cortical (CBI): Para realizar el protocolo se contó con dos estimuladores Magstim 200, cada uno conectada a una bobina en forma de ocho de 70 mm de diámetro. Una bobina estimulaba M1 para aplicar el ET y la segunda bobina EC condicionante. La posición sobre el cerebelo se determinó conforme a estudios previos (Carrillo et al., 2013; Ugawa et al., 1995), midiendo desde el inion 3 cm lateral y 1 cm caudal y haciendo una marca sobre el cuero cabelludo para mantener la posición durante el protocolo. La intensidad del EC cerebeloso fue del 90% del umbral motor en reposo de M1 del hemisferio ipsilateral. Igual que en el protocolo anterior, el ET se ajustó a una intensidad tal que cuando se aplicara solo produjese un PEM de aproximadamente 1 mV de amplitud pico a pico. Los intervalos entre estímulos (IEE) entre el EC cerebeloso y el ET en M1 fueron de 3 y 5 ms presentados en orden aleatorio (Carrillo et al., 2013; Torriero et al., 2011). En los controles se administró un solo bloque con un total de 252 ensayos, de los cuales 52 se presentaban de forma aislada (ET) y 200 venían precedidos por un EC, 100 por cada IEE. En los pacientes se aplicó el mismo número de ensayos, pero distribuidos equitativamente entre cada condición de control del tic y cada intervalo temporal de 60, 90 o 120 segundos. Entre cada ensayo se estableció una demora de 4s ± 20% de variabilidad. Se consideró como CBI el porcentaje de inhibición de los PEM condicionados (IEE 3 y 5 ms) en relación al PEM no condicionados (ET). - 70 - 3.2.4. Evaluación del aprendizaje procedimental motor Para evaluar el APM se utilizó una tarea motora adaptada del paradigma SRTT ya descrito previamente (Nissen y Bullemer, 1987; Robertson, 2007) e implementada en el software E-Prime 2.0 (Psychological Software Tools, Inc.). Los participantes se sentaron en frente de una pantalla de ordenador en la que aparecieron 4 cuadrados blancos de 2x2 cm, alineados horizontalmente, con una separación entre ellos de 3 cm. A continuación, los sujetos colocaron los dedos índices y corazón de ambas manos sobre las teclas de un Serial Response Box (Psychological Software Tools, Inc.), un sistema que permite la emisión de respuestas ante la aparición de eventos con una adquisición de tiempos de reacción con una precisión de milisegundos. La posición de los dedos sobre las teclas se mantuvo sin modificaciones durante toda la tarea, siguiendo el siguiente orden de izquierda a derecha: Primer botón - dedo corazón mano izquierda; Segundo botón - dedo índice mano izquierda; Tercer botón - dedo índice mano derecha; Cuarto botón - dedo corazón mano derecha. El participante debía pulsar el boton que correspondiese a la posición iluminada en rojo en la pantalla del ordenador lo más rápido y preciso posible. Entre la emisión de una respuesta y la aparición de un nuevo estímulo había una latencia de 200 ms. Si no se obtenía respuesta tras 3 segundos se consideró fallo por omisión. La tarea se compuso de un total de 13 bloques de 108 estímulos cada uno. En los primeros 6 bloques (bloques 1-6) los estímulos se presentaban de forma aleatoria sin seguir un orden, seguidos por otros 6 bloques (bloques 7-12) con un patrón secuencial preestablecido, repitiéndose el patrón cada 12 estímulos y por tanto completándose en cada bloque 9 secuencias completas. La - 71 - secuencia mostrada era la siguiente: 2 - 4 - 2 - 1 - 3 - 4 - 1 - 2 - 3 - 1 - 4 - 3. El último bloque (bloque 13) volvió a tener una presentación aleatoria (Figura 6). Figura 6 | Representación gráfica de la tarea basada en el paradigma Serial Reaction Time Task, en el que se puede visualizar el diseño y organización de la tarea. Tras la finalización de cada bloque se permitia un breve descanso y se le mostraba en la misma pantalla retroalimentación del tiempo de reacción (TR) medio y número de errores cometidos. Los participantes no fueron informados previamente de - 72 - que los ensayos podían aparecer en un orden secuencial repetido. Se obtuvo la media en los TR para cada sujeto en cada uno de los bloques, descartando aquellos ensayos en los que el TR fue mayor de 1000 ms. Como medida de aprendizaje procedimental motor se obtuvieron los siguientes índices (Muslimovic et al., 2007; Robertson, 2007): - Tasa de Aprendizaje: Reducción del tiempo de reacción (TR) en los bloques secuenciales (bloques 7-12), reflejando tanto la competencia en la ejecución de la tarea como el aprendizaje específico de la secuencia. - Aprendizaje Específico: Aumento repentino en el TR entre el bloque 13 (el bloque aleatorio final) y el bloque 12 (el último bloque secuencial), como fruto del aprendizaje específico del patrón de secuencia. Es decir, si los sujetos aprendían la secuencia repetida, debían mejorar su desempeño en el último bloque secuencial (bloque 12), pero no en el último bloque aleatorio (bloque 13), lo que se vería reflejado en un aumento del TR en el bloque 13, y por tanto, una mayor diferencia entre los tiempos de reacción de ambos bloques. 3.3. Análisis estadístico Para el análisis de los protocolos de pulsos pareados se utilizó el ANOVA de medidas repetidas, incluyendo como factor intra-sujeto la condición ‘IEE’ para pulsos pareados y la variable ‘Grupo’ (controls vs pacientes en condición de tic libre) como factor entre-sujetos. Para el análisis del efecto de la inhibición voluntaria del tic en el grupo de pacientes se eliminó el factor ‘Grupo’ y se añadió un factor intra-sujeto - 73 - llamado ‘Control_Tic’ (pacientes en tic libre vs inhibición voluntaria del tic). Se utilizó el test de Mauchley para evaluar la esfericidad, usándose la corrección de Greenhouse- Geisser en los casos de no esfericidad. Los efectos principales y las interacciones significativas se evaluaron con T-test post hoc aplicando la corrección de Bonferroni para comparaciones múltiples. Las amplitudes de los PEM obtenidos en los protocolos de pulsos pareados se normalizaron también respecto al ET correspondiente para obtener un porcentaje de inhibición. En este caso, en el protocolo CBI el porcentaje de inhibición en cada IEE se analizó mediante un ANOVA de medidas repetidas siguiendo el mismo procedimiento ya descrito tanto para la comparación entre grupos (controls vs pacientes en condición de tic libre) como para la comparación entre las condiciones de control del tic (pacientes en TL vs IVT). Por otro lado, el protocolo SICI con los valores normalizados se analizó de forma similar a los datos de pulsos simples, umbral motor en reposo y datos demográficos y clínicos, utilizando el Test de Shapiro-Wilk para comprobar la normalidad de la distribución y el Test de Levenne para comprobar la igualdad de varianzas, y aplicando para la comparación entre grupos la prueba de contraste T de Student o el test U de Mann-Withney atendiendo a la distribución normal o no normal de los datos (controles vs pacientes en condición TL). Para el análisis de estos parámetros en las dos condiciones de control del tic en el grupo de pacientes se utilizó la prueba T de Student para muestras relacionadas o la prueba de Wilcoxon en función del tipo de datos. Para el análisis de la tarea conductual SRTT se extrajo la media aritmética de los TR por bloque, descartando aquellos trials en los que el TR superó los 1000 ms. Se aplicó - 80 - protocolo. En la Tabla 3 se muestra el número de tics manifestados por los pacientes con ST durante el protocolo CBI en cada intervalo de tiempo. Tabla 2 Potencial de inhibición de los pacientes con síndrome de Tourette. Modified Rush Videotape Rating Scale SUJETO RTL RIVT Potencial de inhibición ST1 15 11 0,27 ST2 7 3 0,57 ST3 9 8 0,11 ST4 6 6 0,00 ST5 6 4 0,33 ST6 9 7 0,22 ST7 7 7 0,00 ST8 11 10 0,09 ST9 12 11 0,08 ST10 5 5 0,00 ST11 9 5 0,44 ST12 10 9 0,10 ST14 8 7 0,13 ST15 10 8 0,20 ST16 10 4 0,60 ST18 9 7 0,22 Se muestra la puntuación obtenida por cada paciente en la escala Modified Rush Videotape Rating Scale durante la condición de tic libre (RTL) y la condición de inhibición voluntaria de los tics (RIVT). El potencial de inhibición se obtuvo a través de la fórmula (RTL-RIVT)/RTL (Ganos et al., 2012). - 81 - Tabla 3 Promedio del número de tics mostrados por los pacientes con síndrome de Tourette en los diferentes intervalos temporales durante el protocolo de inhibición cerebelocortical. Nº de tics durante CBI INTERVALO TEMPORAL TL IVT Valor p 120 s 30,23 ± 13,79 13,85 ± 9,68 0,001* 90 s 22,92 ± 17,99 13,08 ± 12,32 0,025* 60 s 13,77 ± 6,97 5,31 ± 5,61 0,000* Se muestra la media y desviación estándar del número de tics mostrado por los pacientes con ST durante el protocolo de inhibición cerebelo-cortical (CBI) en la condición de tic libre (TL) y de inhibición voluntaria del tic (IVT), en los diferentes intervalos temporales registrados. *Diferencias entre condiciones de control del tic con significación p < 0,05. 4.2. Datos neurofisiológicos 4.2.1. Umbrales motores y pulsos simples El test U de Mann-Withney para el análisis del umbral motor en reposo mostró diferencias significativas entre el grupo control y el grupo de pacientes con ST (p=0,026), requiriendo el grupo de pacientes una mayor intensidad del estimulador para obtener el UMR en comparación con el grupo control (Figura 7). La media del UMR en el grupo control (n=32) fue 42,4% ± 4,99 (de la potencia máxima del estimulador) y en el grupo de pacientes con ST (n=17) fue 46,35% ± 5,71. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre grupos en el UMA (p=0,114), siendo la media en el - 82 - grupo control de 31,06% ± 4,58 y en el grupo de pacientes con ST 33,35% ± 4,48 (Figura 7). En cuanto a la intensidad del estimulador utilizada para obtener el ET, no se encontraron diferencias entre grupos (p=0,136) (Figura 7). Por otro lado, para estudiar el posible efecto del control voluntario del tic sobre la amplitud del PEM, se comparó la amplitud provocada por el ET cuando los pacientes se encontraban en condición de TL y cuando se encontraban en la condición de IVT, sin obtener diferencias significativas (p=0,353), por lo que el control del tic no parece modificar la excitabilidad cortical. Figura 7 | Representación de la intensidad del estimulador de estimulación magnética transcraneal requerida para obtener los umbrales motores. Se muestra el umbral motor en reposo (UMR), el umbral motor con el músculo activo (UMA) y el estímulo test (ET) en el grupo control y el grupo de pacientes con ST. Se muestra la media y el error estándar de la media por grupo. * Diferencias entre grupos con significación p < 0,05. Potencia estimulador (%) * - 83 - 4.2.2. Inhibición intra-cortical a intervalo corto Se aplicó a un total de 17 pacientes con ST y 31 sujetos control. En la Tabla 4 se puede observar el promedio de los PEM en valores absolutos (mV) obtenidos por cada grupo y condición de control del tic. La amplitud del PEM en el ET aplicado de forma aislada fue similar entre el grupo control y los pacientes (p=0,222). Los datos obtenidos mediante ANOVA de medidas repetidas del protocolo SICI mostraron una menor amplitud del PEM al aplicar un estímulo condicionante con un IEE de 2,5 ms tanto en el grupo control como en el grupo de pacientes con ST en condición de tic libre (p<0,001 en ambos grupos), mostrando ambos grupos por tanto el mismo patrón de inhibición al aplicar un EC. Al normalizar los valores con respecto al estímulo test y aplicar pruebas de contraste no se observaron diferencias entre grupos (p=0,337), por lo que concluimos que pacientes y controles muestran una inhibición intra-cortical a intervalo corto similar (Figura 8A). Por otro lado, al comparar la amplitud de los PEM en el grupo de pacientes durante la condición TL y la condición IVT observamos de nuevo una respuesta similar sin diferencias significativas entre ambas condiciones (p=0,850) (Figura 8B). - 84 - Tabla 4. Promedio del potencial evocado motor (PEM) en mV obtenido por cada grupo y condición en el protocolo de inhibición intra-cortical a intervalo corto (SICI). SICI - AMPLITUD PEM (mV) GRUPO ET IEE 2,5 ms Controles 1,08 ± 0,33 0,79 ± 0,27 Pacientes con ST en TL 1,35 ± 0,85 0,97 ± 0,72 Pacientes con ST en IVT 1,26 ± 0,61 0,85 ± 0,48 PEM: Potencial evocado motor; mV: Milivoltios; ET: Estímulo test; IEE: Intervalo entre-estímulos; ST: Síndrome de Tourette; TL: Condición tic libre; IVT: Condición inhibición voluntaria de los tics. Se muestra la media y desviación estándar. Figura 8A | Inhibición intra-cortical a intervalo corto en el grupo control y el grupo de pacientes con síndrome de Tourette en condición de tic libre. Se observa inhibición significativa tanto en controles como en pacientes. Se muestra la media y el error estándar de la media por grupo para un intervalo entre-estímulos (IEE) de 2,5 ms. Amplitud del PEM expresada en porcentajes. Amplitud PEM (%) IEE - 85 - Figura 8B | Inhibición intra-cortical a intervalo corto en el grupo de pacientes en la condición de tic libre (TL) e inhibición voluntaria del tic (IVT). Se observa inhibición significativa en ambas condiciones. Se muestra la media y el error estándar de la media por grupo para cada intervalo entre-estímulos (IEE). Amplitud del PEM expresada en porcentajes. 4.2.3. Inhibición cerebelo-cortical Se aplicó a un total de 17 pacientes con ST y 32 sujetos control. En la Tabla 5 se muestra el promedio de los PEM en valores absolutos (mV) obtenidos por cada grupo y condición de control del tic. La amplitud del ET aplicado de forma aislada fue similar entre el grupo control y los pacientes (p=0,656). El ANOVA de medidas repetidas mostró una menor amplitud del PEM en el grupo control al aplicar un estímulo condicionante a los 3 ms (p=0,008) y a los 5 ms (p=0,003). En el grupo de pacientes no se observó esta disminución en ninguno de los IEE (p>0,05 en ambos IEE), no afectando al ET la aplicación de un EC previo. Al normalizar los valores respecto al ET, se observan diferencias estadísticamente significativas entre el grupo control y el grupo de pacientes Amplitud PEM (%) IEE - 86 - en condición TL, mostrando el grupo control una mayor inhibición al aplicar un EC con un IEE de 3 ms (p=0,027) y con un IEE de 5 ms (p=0,034), ambos con un tamaño del efecto moderado (d=0,656 y d=0,629 respectivamente) (Figura 9A). Tabla 5. Promedio del potencial evocado motor (PEM) en mV obtenido por cada grupo y condición en el protocolo de inhibición cerebelo-cortical (CBI). CBI - AMPLITUD PEM (mV) GRUPO ET IEE 3 ms IEE 5 ms Controles 1,02 ± 0,24 0,92 ± 0,25 0,91 ± 0,23 Pacientes con ST en TL 1,07 ± 0,42 1,07 ± 0,48 1,07 ± 0,46 Pacientes con ST en IVT 1,05 ± 0,42 1,07 ± 0,45 1,04 ± 0,40 PEM: Potencial evocado motor; mV: Milivoltios; ET: Estímulo test; IEE: Intervalo entre-estímulos; ST: Síndrome de Tourette; TL: Condición tic libre; IVT: Condición inhibición voluntaria de los tics. Se muestra la media y desviación estándar. Cuando los pacientes controlaron los tics (condición IVT) no se apreciaron diferencias significativas en comparación con la condición TL en ningún IEE (p=0,831 para el IEE 3 ms y p=0,981 para el IEE 5 ms) (Figura 9B). - 87 - Figura 9A | Inhibición cerebelo-cortical en el grupo control y el grupo de pacientes con síndrome de Tourette en condición de tic libre. Se observa inhibición significativa sólo en el grupo control. Se muestra la media y el error estándar de la media por grupo para cada intervalo entre-estímulos (IEE). Amplitud del PEM expresada en porcentajes. * Diferencias entre grupos con significación p < 0,05. Figura 9B | Inhibición cerebelo-cortical en el grupo de pacientes en la condición de tic libre (TL) e inhibición voluntaria del tic (IVT). No se observa inhibición significativa en ninguna condición. Se muestra la media y el error estándar de la media por grupo para cada intervalo entre-estímulos (IEE). Amplitud del PEM expresada en porcentajes. Amplitud PEM (%) IEE * * Amplitud PEM (%) IEE - 88 - 4.3. Aprendizaje procedimental motor Realizaron la tarea SRTT un total de 28 controles y 11 pacientes con ST. La representación de la ejecución en la tarea de ambos grupos se puede observar en la Figura 10A. Los resultados de los diferentes análisis realizados se muestran a continuación. Tasa de aprendizaje El ANOVA de medidas repetidas para analizar las diferencias en TR de los bloques 7 al 12, mostró un efecto principal del factor entre-sujetos 'Grupo' (p=0,008), indicando que el grupo control fue más rápido respondiendo que los pacientes con ST, mostrando los pacientes un tiempo de reacción significativamente mayor en los bloques 8, 9, 10, 11 y 12. También se encontró un efecto principal del factor intra-sujetos 'Bloque' (p=0,002), lo que sugiere que ambos grupos experimentaron una reducción del TR al aprender la secuencia. No se encontró significación estadística en la interacción 'Grupo- Bloque' (p=0,114) (Figura 10A). Aprendizaje específico Mediante el ANOVA de medidas repetidas se analizó las diferencias en TR entre los bloques 12 y 13. Se encontró un efecto principal del factor entre-sujetos 'Grupo' (p=0,003), así como del factor intra-sujetos 'Bloque' (p<0,001), mientras que no se observan diferencias significativas en la interacción 'Grupo-Bloque' (p=0,446). Estos resultados nos indican que ambos grupos experimentaron un aumento en el TR al pasar del último bloque secuencial a un bloque aleatorio, por lo que ambos muestran una - 89 - buena tasa de aprendizaje específico, aunque en general los pacientes con ST muestran un mayor TR en comparación con los controles (Figura 10A). Figura 10A | Representación de la tarea Serial Reaction Time Task en el grupo control y el grupo de pacientes con síndrome de Tourette. La franja entre líneas discontinuas indica el intervalo de bloques tomados para el análisis de la tasa de aprendizaje; la franja entre líneas continuas indica los bloques tomados para el análisis del aprendizaje específico. Se muestra la media y el error estándar de la media de los tiempos de reacción en milisegundos (ms) por grupo en cada uno de los bloques de la tarea. * Diferencias entre grupos con significación p < 0,05. Tiempo de reacción (ms) * * * * * * - 96 - Figura 13 | Relación entre la escala PUTS y el protocolo de inhibición cerebelosa en ambas condiciones de control del tic. Se observa una relación inversa significativa entre la PUTS y el IEE 3 ms en TL (p=0,024) y una tendencia hacia una relación positiva con el IEE 5 ms en IVT (p=0,053). Amplitud del PEM expresada en porcentajes. En cuanto a comorbilidades, el estudio de correlación no encontró asociación entre los resultados de CBI y la sintomatología obsesiva, ni tampoco con los síntomas de inatención ni hiperactividad. Además, el presentar TOC o TDAH no determinó el grado de inhibición cerebelosa, medido mediante prueba T de Student separando los pacientes en función de la presencia/ausencia de diagnóstico clínico (p=0,817 para TDAH; p=0,522 para TOC). Las principales correlaciones estudiadas se muestran en la Tabla 6. Amplitud PEM (%) PUTS - 97 - Tabla 6. Correlaciones entre el protocolo de inhibición cerebelo-cortical (CBI) en condición de tic libre (TL) e inhibición voluntaria del tic (IVT) y variables clínicas. Inhibición cerebelo-cortical CBI - IEE 3 ms CBI - IEE 5 ms Variables r / valor p TL IVT TL IVT YGTSS -0,529* 0,043 0,198 0,479 -0,488 0,065 0,136 0,629 PUTS -0,492 0,053 0,285 0,284 0,196 0,466 0,561* 0,024 Y-BOCS -0,240 0,389 0,400 0,139 0,139 0,622 0,405 0,134 Hiperactividad -0,370 0,174 -0,046 0,872 0,021 0,941 0,246 0,377 Inatención -0,245 0,379 -0,197 0,481 0,120 0,670 -0,103 0,715 Potencial de inhibición de tics (PI) 0,033 0,907 -0,285 0,304 0,204 0,465 -0,172 0,539 SICI 2,5 ms (TL) 0,289 0,277 -0,061 0,823 0,067 0,804 -0,132 0,625 Se muestra el coeficiente de correlación (r) de Pearsón o Rho de Spearman en función de la distribución de los datos, y el valor p. * Significación para p < 0,05 4.4.3. Potencial de inhibición de los tics El PI de los tics, obtenido mediante la escala MRVRS en ambas condiciones de control del tic, mostró una tendencia hacia una correlación inversa con la puntuación global en la escala Y-BOCS (r=-0,504; p=0,055) (Figura 14). Al descomponerla en sus dos subescalas, la de síntomas obsesivos y síntomas compulsivos, se observa una tendencia hacia una relación inversa entre el índice PI y la subescala de obsesiones (r=-0,452; - 98 - p=0,091) y una tendencia mayor con la subescala de compulsiones (r=-0,496; p=0,060), lo que indicaría que dentro de la relación existente entre la capacidad de inhibición y la comorbilidad TOC, el control inhibitorio de los tics se relaciona en mayor medida con el componente conductual del TOC. En cuanto al TDAH, no se observa relación entre el índice PI y los síntomas de inatención e hiperactividad. Figura 14 | Relación entre el potencial de inhibición de los tics (índice PI) y la puntuación global en la escala Y-BOCS. Se observa una tendencia hacia una relación inversa (p=0,055). Al explorar la relación entre el índice PI y los diferentes parámetros de EMT no se encontraron correlaciones significativas en ninguno de ellos (Tabla 5). Índice PI Y-BOCS - 99 - 4.4.4. Aprendizaje procedimental motor y EMT Para explorar la asociación entre el desempeño en la tarea SRTT y otros parámetros se tuvo en cuenta los valores relativos con respecto al bloque 6 con el objetivo de asegurar la misma línea base para todos los sujetos. En el grupo de pacientes con ST se observó una relación positiva entre la disminución en el TR en el bloque 12 (normalizado con respecto al bloque 6) y la amplitud del PEM (%) en el protocolo CBI con un IEE de 5 ms en condición de TL (r=0,609; p=0,047), de manera que a mayor aprendizaje (una mayor disminución en el TR), mayor PEM (menor inhibición cerebelosa) (Figura 15). También, en el mismo sentido que la relación anterior encontrada, se observa una tendencia hacia una relación positiva entre la diferencia entre los bloques 7 y 12 relativizados (recordemos que una mayor diferencia significaría un mayor aprendizaje) y la inhibición cerebelosa en ambos IEE (r=0,552; p=0,078 para el IEE 5 ms / r=0,576; p=0,067 para el IEE 3 ms), de manera que, a mayor diferencia entre bloques (mejor aprendizaje motor), mayor PEM (menor inhibición cerebelosa) (Figura 16). - 100 - Figura 15 | Relación entre la disminución en los tiempos de reacción del bloque 12 relativo al bloque 6 y la amplitud del potencial evocado motor (%) en el protocolo de inhibición cerebelosa con un intervalo entre-estímulos de 5ms en condición de tic libre. Se observa una correlación positiva significativa (p=0,047). Amplitud del PEM expresada en porcentajes. En el grupo control no se observan correlaciones significativas entre la tarea SRTT y ningún parámetro de EMT. Tampoco se obtuvieron relaciones significativas entre el protocolo SICI y la tarea SRTT en ninguno de los grupos estudiados. Amplitud PEM (%) Tiempo de reacción (%) - 101 - Figura 16 | Relación entre la diferencia en tiempos de reacción (%) de los bloques 7 y 12 y la amplitud del potencial evocado motor (%) en el protocolo de inhibición cerebelosa en ambos intervalos entre-estímulos en condición de tic libre. Se observa una tendencia positiva entre la disminución del TR y el IEE 3 ms (p=0,067) y el IEE 5 ms (p=0,078. Amplitud del PEM expresada en porcentajes. 4.4.5. Aprendizaje procedimental motor y aspectos clínicos En cuanto a aspectos clínicos, se observa una tendencia hacia una relación inversa entre la diferencia entre los bloques 7 y 12, y la puntuación en la escala YGTSS (r=-0,552; p=0,098), lo que indicaría que a mayor diferencia entre bloques (mejor aprendizaje motor), menor gravedad de la enfermedad (Figura 17). Amplitud PEM (%) Tiempo de reacción (%) - 102 - Figura 17 | Relación entre la diferencia de los tiempos de reacción normalizados de los bloques 7 y 12 y la puntuación en la escala YGTSS. Se observa una tendencia estadística (p=0,098). Disminución en el tiempo de reacción expresado en porcentajes. Por último, no se encontró relación entre la capacidad de APM y la presencia de síntomas comórbidos, ni tampoco con el potencial de inhibición de los tics. Los valores de las correlaciones entre los índices de la tarea SRTT y las principales variables se pueden observar en la Tabla 7. Tiempo de reacción (%) YGTSS - 103 - Tabla 7. Correlaciones entre la tarea serial reaction time task (SRTT) y variables clínicas y de EMT. SRTT Variables r / valor p Disminución del TR (%) en bloque 12 Diferencia en TR (%) bloques 7 - 12 YGTSS -0,237 0,509 -0,552 0,098 PUTS 0,011 0,974 -0,434 0,182 Y-BOCS -0,207 0,566 -0,416 0,232 Hiperactividad -0,454 0,188 -0,173 0,633 Inatención -0,484 0,156 -0,159 0,661 Potencial de inhibición de tics (PI) 0,539 0,108 -0,097 0,790 CBI - 3 ms (TL) 0,203 0,550 0,571 0,067 CBI - 5 ms (TL) 0,609* 0,047 0,552 0,078 SICI 2,5 ms (TL) -0,121 0,739 -0,171 0,636 Se muestra el coeficiente de correlación (r) de Pearsón o Rho de Spearman en función de la distribución de los datos, y el valor p. * Significación para p < 0,05 - 104 - - 105 - CAPÍTULO V DISCUSIÓN - 112 - más graves, aquellos que no logran modular la conectividad cerebelo-cortical a demanda para una regulación de las vías motoras y, por tanto, para un control exitoso de los tics cuando se requiere, desarrollan una serie de mecanismos compensatorios que llevan a modificar la activación basal o tónica de las áreas implicadas en el control motor, en este caso de la vía CTC, como un intento de contrarrestar el exceso de actividad en el circuito CETC. Ya hubo otros estudios que sugirieron la presencia de dos mecanismos de inhibición del tic, uno fásico y otro tónico, en los que participan diferentes áreas del cerebro y que logran un control de los tics esporádico bajo demanda externa mediado principalmente por el GFI y el área motora pre-suplementaria (pre-AMS) (Filevich et al., 2012), y también un control tónico interno mediado por la corteza frontomedial dorsal (Filevich et al., 2012; Kühn et al., 2009), aunque esta distinción ha sido cuestionada debido a solapamientos identificados entre dichas áreas (Schel et al., 2014) y a una activación del GFI también en inhibición del tic de forma tónica e interna (Ganos et al., 2014), por lo que si realmente existen estas dos formas de inhibición son necesarios más estudios que delimiten las áreas implicadas. Nuestros resultados podrían respaldar que, efectivamente, se producen dos formas de inhibición del tic y que el cerebelo contribuye en este proceso, ya sea de forma coadyuvante a otras áreas más especializadas o constituyendo un factor principal. En cuanto a comorbilidades, no hemos encontrado ninguna relación entre padecer TDAH o TOC comórbidos y la respuesta al protocolo CBI, por lo que parece que las alteraciones del cerebelo halladas en ST son independientes de estos trastornos. En estudios previos se ha sugerido que las comorbilidades asociadas a los tics constituyen - 113 - una variante del propio ST más que un trastorno independiente. Así, en la línea de nuestros resultados, estudios de neuroimagen que han estudiado el cerebelo en ST con presencia y ausencia de comorbilidades no han encontrado diferencias relevantes en los pacientes con trastornos comórbidos en comparación a cuando se presenta el ST de forma aislada. De esta manera, los pacientes con ST y TOC comórbido muestran los mismos patrones de alteraciones funcionales cerebelosas que los pacientes con ST puro en comparación con sujetos sanos (Tikoo et al., 2021). Igualmente, los pacientes con ST y TDAH comórbido no han mostrado diferencias en el volúmen de las diferentes regiones cerebelosas en comparación con pacientes con ST aislado (Tobe et al., 2010). Esto puede deberse a que estos trastornos comórbidos comparten los mismos mecanismos neurales subyacentes al ST, o bien a una implicación en su fisiopatología de otras áreas del encéfalo independientes del cerebelo. Por tanto, los datos encontrados en nuestro estudio junto a la evidencia previa apoyarían la hipótesis de que el cerebelo y la vía CTC juegan un papel crucial en la fisiopatología de la enfermedad, implicando un mecanismo independiente de las comorbilidades presentadas. Por otro lado, en el estudio de excitabilidad cortical, en línea con investigaciones previas (Orth y Rothwell, 2009) hemos encontrado un UMA similar entre pacientes con ST y controles, mientras que el UMR obtenido ha resultado ser mayor en los pacientes, necesitando una mayor intensidad del estimulador para obtener una respuesta motora. El UMR aumentado en pacientes con ST es un dato que ha arrojado resultados inconsistentes a lo largo de los diferentes estudios. Así, algunos autores han encontrado un UMR similar entre pacientes adultos con ST y controles (Orth et al., 2008; Heise et al., 2010; Brandt et al., 2014), aunque en el estudio de Orth et al. (2008), a pesar de un - 114 - UMR inalterado, ya encontraron una curva de reclutamiento, medida de excitabilidad cortical, más plana en pacientes, lo que indica que éstos obtenían contracciones musculares menores que los controles aplicando una intensidad del estimulador equivalente. Luego, en un estudio posterior de los mismos autores sí encontraron un UMR aumentado en los pacientes (Orth y Rothwell, 2009), que junto con estudios realizados en niños con ST que encuentran también un UMR aumentado en éstos (Pépés et al., 2016), podría sugerir una menor excitabilidad basal en estos pacientes. Es posible que la variedad de resultados encontrados se deba a que la mayoría de los estudios cuentan con muestras pequeñas que dificulten la identificación de hallazgos sutiles, y por tanto son necesarios más estudios que ayuden a clarificarlo. Otra de las medidas utilizadas en nuestro estudio para valorar la excitabilidad cortical es el SICI, que mide la inhibición intra-cortical mediada por GABAA (Fisher et al., 2002). Algunos de los estudios existentes realizados en ST mediante EMT que la han puesto a prueba han encontrado una reducción de la inhibición intra-cortical (Ziemann et al., 1997; Orth, 2009; Orth et al., 2008; Orth y Rothwell, 2009; Heise et al., 2010). Sin embargo, en nuestro estudio no encontramos los mismos resultados, mostrando los pacientes con ST una inhibición intra-cortical medida por el protocolo SICI similar a la de los controles, con una inhibición significativa cuando se aplica un pre-pulso a 2,5 ms. Por tanto en nuestro estudio no hemos podido reproducir los resultados referentes al SICI de estudios previos, aunque considerando los datos de umbrales expuestos anteriormente sí coincidimos con que en general se produce una disminución de la excitabilidad cortical, que se traduce en una reducción de la salida corticoespinal en reposo. Este hallazgo en la excitabilidad cortical fue discutido por Orth et al. (2008) - 115 - sugiriendo una disminución en la respuesta de los circuitos de M1 en pacientes con ST, volviéndose menos sensibles a pequeños cambios procedentes de otras áreas. A pesar de que nuestros resultados muestran un SICI normal, es posible que un UMR aumentado se trate de una respuesta adaptativa con el objetivo de tener una menor tasa de respuesta a la hiperactivación de los ganglios basales, disminuyendo la producción de movimientos no deseados. Tampoco hemos evidenciado diferencias en el patrón de respuesta al protocolo SICI cuando los pacientes controlaban los tics de forma voluntaria, en línea con lo encontrado previamente por Ganos et al. (2018b) al comparar este mecanismo entre condición de tic libre y de inhibición voluntaria del tic, por lo que no parece que el SICI se vea afectado por el control voluntario de los tics. Sin embargo, los autores sí encontraron una disminución de la excitabilidad cortical durante el control del tic cuando aplicaban pulsos simples (Ganos et al., 2018b), contrariamente a lo encontrado en nuestro estudio ya que en nuestro protocolo de pulsos simples hemos obtenido un PEM similar entre ambas condiciones. El motivo de dichas discrepancias no lo conocemos, aunque podría estar relacionado con diferencias en la edad de los pacientes y por la variedad en los tratamientos de éstos. En resumen, los datos aportados por nuestro estudio sugieren que el control voluntario de los tics no afecta a la excitabilidad cortical, aunque son necesarios más estudios que ayuden a caracterizar los mecanismos de control del tic. Por otro lado, el hecho de encontrar en nuestro estudio un SICI inalterado en los pacientes con ST aporta fiabilidad a los resultados obtenidos a cerca del cerebelo. Esto es debido a que el protocolo CBI cuenta con una posible fuente de contaminación en la - 116 - obtención de resultados secundaria a la alteración de otro mecanismo neural que pueda distorsionar los datos recogidos. Así, como demostró Daskalakis et al. (2004), la estimulación cerebelosa provoca cambios en neuronas intra-corticales en M1 a través de la vía CTC, y por tanto, la respuesta muscular (PEM) observada al aplicar un protocolo de inhibición cerebelo-cortical se ve influida por un posible mecanismo intra-cortical alterado, aportando una mayor robustez a los hallazgos encontrados en el presente trabajo el hecho de que el SICI mostrado por los pacientes se encuentra intacto. 5.2. Aprendizaje procedimental motor Es bien conocida la implicación del cerebelo en el aprendizaje procedimental motor (APM), habilidad medida comúnmente a través de tareas de aprendizaje no declarativo de secuencias motoras (Gómez-Beldarrain et al., 1998; Molinari et al., 1997; Pascual-Leone et al., 1993). Se ha comprobado que se produce una alteración de la ejecución en este tipo de tareas al aplicar EMT repetitiva cerebelosa durante su realización (Torriero et al., 2004). Es por ello que en el presente proyecto también hemos querido estudiar las repercusiones funcionales a nivel conductual de una posible alteración en el cirtcuito CTC en pacientes con ST. Para analizar el desempeño de los sujetos en la tarea SRTT nos basamos en dos tipos de datos. En primer lugar, para comprender el comportamiento de cada grupo en la tarea realizamos una comparación de los tiempos de reacción (TR) en valores absolutos, obteniendo la tasa de aprendizaje (disminución progresiva en el TR a través de los bloques secuenciales 7-12) y el aprendizaje específico (aumento repentino en el TR al pasar del bloque secuencial 12 al bloque aleatorio 13) (Muslimovic et al., 2007). Los - 117 - resultados de este análisis mostraron un tiempo de respuesta general más lento en el grupo de pacientes, aunque ambos grupos obtuvieron una tasa de aprendizaje y aprendizaje específico significativos. Esto se traduce en que tanto pacientes como controles redujeron los TR significativamente a lo largo de los bloques secuenciales, y ambos también experimentaron un aumento en el TR cuando pasaron del último bloque secuencial a otro bloque aleatorio, aunque comparando los TR en los bloques secuenciales y el último aleatorio los pacientes fueron sensiblemente más lentos. En segundo lugar, llevamos a cabo una normalización de los valores de TR para poder realizar comparaciones entre grupos más equitativas, y que una línea base distante entre ambos grupos no distorsionase las comparaciones. Mediante este procedimiento de normalización obtuvimos la proporción de la disminución en el TR en el bloque 12 en comparación al bloque 6 (último aleatorio), con el objetivo de analizar la disminución global del TR con respecto a la línea base tras una larga exposición a la secuencia, y el porcentaje de disminución del TR entre los bloques 7 y 12, que nos indicaría si, tras un primer contacto con la secuencia a aprender, los sujetos se benefician de la experiencia en los bloques secuenciales siguientes. Los resultados mostraron que los controles lograron una mayor disminución del TR en el bloque 12 que los pacientes, por lo que el grupo de pacientes con ST experimentó un menor aprendizaje implícito. Además, en la Figura 10B podemos observar cómo ambos grupos experimentan una caída prominente en los TR al pasar del bloque 6 (último aleatorio) al bloque 7 (primero secuencial). Sin embargo, tras ese primer contacto con la secuencia, que sin duda provoca una mejora en la ejecución de la tarea en ambos grupos, el grupo control se beneficia de la experiencia a lo largo de los siguientes bloques secuenciales y - 118 - continua disminuyendo el TR medio hasta el bloque 12, mientras que el grupo de pacientes se estabiliza a partir del bloque 7 y no obtiene una disminución en el TR tan acusada como el grupo control. Por tanto, los análisis realizados nos sugieren que ambos grupos muestran de forma independiente un patrón de aprendizaje procedimental motor similar al ya descrito por estudios previos en sujetos sanos (Muslimovic et al., 2007). No obstante, al comparar el desempeño de los pacientes con el del grupo control sí se evidencia un peor rendimiento de aquellos caracterizado no sólo por una mayor lentitud general, sino por una menor tasa de aprendizaje, no beneficiándose de la repetición para mejorar la ejecución. Estos resultados son coherentes con lo encontrado por algunos autores en el ST. Así, estudios realizados tanto en niños como adultos con ST ya habían mostrado dificultad en el APM medido mediante aprendizaje de secuencias motoras (Kéri et al., 2002; Marsh et al., 2004; Tóth-Fáber et al., 2021). Sin embargo, otros estudios obtienen resultados discrepantes, encontrando una ejecución normal o incluso mejorada en los pacientes con respecto a los controles (Takács et al., 2018; Shephard et al., 2018; Takács et al., 2017). Es posible que los diferentes resultados encontrados se deban a la utilización de versiones diferentes de las tareas de APM, la edad de los participantes y a las comorbilidades existentes (Tóth-Fáber et al., 2021). En nuestro estudio, apoyamos la idea de que este tipo de aprendizaje se ve afectado por la enfermedad respaldándonos principalmente en el desempeño, sensiblemente peor, mostrado por los pacientes en la tarea utilizada, siendo ésta una versión del paradigma SRTT que ha demostrado previamente ser eficaz y válida en la medición de este tipo de aprendizaje en sujetos sanos, pero también apoyándonos en la alteración cerebelosa detectada y la evidencia - 119 - bien establecida de la implicación del cerebelo y la vía CTC en la adquisición del APM (Torriero et al., 2004; Gómez-Beldarrain et al., 1998; Molinari et al., 1997; Leggio et al., 1999). De hecho, el estudio de Torriero et al. (2011) que utiliza el protocolo de CBI para estudiar la conectividad cerebelo-cortical durante una tarea SRTT, encuentra que durante el aprendizaje procedimental motor la corteza motora M1 no se encuentra inhibida, sino incluso facilitada por las proyecciones cerebelosas. Por tanto, dada la interconexión entre el APM y el cerebelo, en concreto con el protocolo CBI, no es de extrañar que ante una patología en la que la interacción cerebelo-cortical se ve alterada afecte de algún modo a esta habilidad. De hecho, acorde a esta idea, en nuestro estudio encontramos además una relación entre el grado de APM y la inhibición cerebelosa, mostrando un mejor índice de aprendizaje motor (medido por ambos índices relativos) aquellos pacientes con menor inhibición cerebelosa. Aunque en un principio esta relación pueda resultar paradójica, va en la misma dirección que relaciones halladas previamente. Recordemos que los pacientes con menor inhibición cerebelo-cortical en condición de reposo son también los que mostraban una menor gravedad de la enfermedad, por lo que es de esperar que éstos también tengan un APM menos afectado. De hecho, es justo lo que encontramos al relacionar el grado de APM y la gravedad de la enfermedad medida por la escala YGTSS, de manera que los pacientes leves son los que efectivamente muestran un mejor aprendizaje. El aprendizaje motor no se vio afectado por la presencia de comorbilidades, por lo que sugerimos que se trata de una afección específica del ST. De hecho, estudios previos que han puesto a prueba el APM mediante el paradigma SRTT han encontrado generalmente un rendimiento similar al de los controles tanto en niños y adolescentes - 120 - con TDAH (Barnes et al., 2010; Karatekin et al., 2009; Takács et al., 2017) como en adultos con TDAH (Pedersen y Ohrmann, 2012), respaldando nuestros resultados que muestran una independencia de los síntomas de TDAH con el desempeño en la tarea. Con respecto al APM en TOC existen estudios discrepantes entre sí. La mayoría de investigaciones que han utilizado el paradigma SRTT en pacientes con TOC han encontrado un peor desempeño de éstos con respecto a los controles (Goldman et al., 2008; Kathmann et al., 2005; Marker et al., 2006). Por el contrario, dos estudios realizados por Rauch et al. (1997, 2007) informaron de un rendimiento comparable de los pacientes con TOC y el grupo control en esta tarea (Rauch et al., 1997, 2007). En nuestro caso no encontramos que el presentar síntomas o diagnóstico de TOC comórbido influya en el aprendizaje mostrado. Sin embargo, estos últimos autores sugirieron diferentes patrones de actividad cerebral durante la tarea en los pacientes con TOC. Así, mientras que los controles mostraban un patrón típico del procesamiento implícito, los participantes con TOC reclutaron sistemas cerebrales (particularmente áreas orbitofrontales e hipocampales) que generalmente están asociados con el procesamiento explícito. Estos hallazgos llevaron a los autores a concluir que el TOC se caracteriza por una dependencia excesiva del procesamiento explícito/controlado, tal vez como compensación por un déficit de procesamiento implícito (Rauch et al., 1997, 2007), pudiendo ser el motivo subyacente a la disparidad de resultados encontrados en los diferentes estudios. También es posible que los resultados hallados en pacientes con TOC puro no puedan ser equiparados a los hallados en TOC comórbido al ST porque la fisiopatología subyacente difiera. Un indicio de esto sería el estudio de Tikoo et al. (2021), que demostró que los pacientes con ST y ST con TOC comórbido muestran una mayor anisotropía fraccional, una medida de la integridad de las fibras de sustancia - 121 - blanca, en los 3 pedúculos cerebelosos, mientras que los pacientes con TOC puro muestran una disminución. Por último, hay que mencionar que, contrario a lo que esperábamos, el potencial de inhibición de los tics no se relacionó con parámetros de EMT ni de aprendizaje motor. Tampoco se relacionó con variables clínicas como la gravedad de los tics ni la urgencia premonitoria. Sin embargo, sí encontramos una tendencia hacia una relación con los síntomas obsesivos-compulsivos, y en mayor grado con la sintomatología compulsiva, sugiriendo que una alta capacidad de control de los tics se traduce en un mayor control sobre el componente conductual del TOC. Es posible que la fisiopatología subyacente compartida por el ST y el TOC implique también mecanismos comunes de control de tic en uno, y control de compulsiones en otro. Ya estudios previos habían demostrado el solapamiento fisiopatológico en algunas estructuras cerebrales entre el ST y el TOC. En el estudio de Tikoo et al. (2021) ya comentado anteriormente, se exploró las anomalías en las conexiones cerebelosas estructurales y funcionales entre 3 grupos de pacientes: ST puro, ST con TOC comórbido y TOC puro. Se comprobó que todos los grupos mostraron desconexión funcional en el circuito CTC comparados con el grupo control (Tikoo et al., 2021). Teniendo en cuenta los resultados expuestos más arriba sobre la posible implicación del cerebelo en el control de los tics y la relación hallada entre el PI y la escala Y-BOCS, podríamos sugerir que el control de los tics y el componente conductual en el TOC podrián compartir mecanismos neurales subyacentes a nivel cerebeloso. Sin embargo, también está ampliamente estudiada la implicación de la corteza prefrontal en el TOC (Ahmari y Rauch, 2022), así como en el control voluntario de los tics mediante un mecanismo arriba-abajo de control motor (Ganos, 2016), por lo - 128 - - 129 - CAPÍTULO VI CONCLUSIONES - 130 - - 131 - CONCLUSIONES 1. Los pacientes con síndrome de Tourette muestran un mayor umbral motor en reposo que los controles, y por tanto una menor excitabilidad cortical. 2. Los pacientes con síndrome de Tourette tienen una inhibición intra-cortical mediada por GABAA preservada, obteniendo una respuesta al protocolo SICI similar a la de los controles. 3. La inhibición cerebelo-cortical se encuentra alterada en los pacientes con síndrome de Tourette, indicando una alteración del circuito cerebelo-tálamo- cortical en comparación con sujetos sanos. 4. La inhibición voluntaria de los tics no modifica el patrón de respuesta a los protocolos de estimulación magnética transcraneal estudiados, por lo que no parece que la inhibición cortical mediada por GABAA y la inhibición cerebelocortical influyan, al menos directamente, en la modulación fásica de los tics. 5. Aunque los pacientes con síndrome de Tourette logran adquirir un aprendizaje procedimental motor, resulta sensiblemente menor al conseguido por sujetos sanos, caracterizado por una marcada lentitud general y un menor beneficio de la experiencia. 6. Conforme aumenta la gravedad de los síntomas del síndrome de Tourette, aumenta la inhibición cerebelo-cortical, debido posiblemente a mecanismos compensatorios. - 132 - 7. Los pacientes con síndrome de Tourette con síntomas leves, y una menor inhibición cerebelosa en reposo, son también los que logran modificar en parte la interacción de la vía cerebelo-tálamo-cortical al inhibir los tics voluntariamente, indicando que una mayor modulación a demanda de la vía cerebelo-cortical se relaciona con una menor gravedad de la enfermedad. 8. Los parámetros neurofisiológicos obtenidos son independientes de las comorbilidades presentadas. 9. El grado de aprendizaje procedimental motor se relaciona con la gravedad de la enfermedad y con el grado de inhibición cerebelo-cortical, de manera que los pacientes graves y con mejor inhibición cerebelosa son los que muestran un peor desempeño en la tarea Serial Reaction Time Task. - 133 - CAPÍTULO VII BIBLIOGRAFÍA - 134 - - 135 - BIBLIOGRAFÍA Ahmari SE, Rauch SL (2022). The prefrontal cortex and OCD. Neuropsychopharmacology, 47 (1): 211-24. Albin RL, Koeppe RA, Bohnen NI, Nichols TE, Meyer P, Wernette K, Minoshima S, Kilbourn MR, Frey KA (2003). Increased ventral striatal monoaminergic innervation in Tourette syndrome. Neurology, 61 (3): 310-5. Albin RL, Mink JW (2006). Recent advances in Tourette syndrome research. Trends in Neurosciences, 29 (3): 175-82. Ali F, Morrison KE, Cavanna AE (2013). The complex genetics of Gilles de la Tourette syndrome: implications for clinical practice. Neuropsychiatry, 3 (3): 321-30. Allen GI, Tsukara N (1974). 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