Efectos sensoriomotores de la estimulación nerviosa periférica percutánea inductora de plasticidad: un ensayo clínico aleatorizado y ciego

Patricia Beltrá López¹, Ivan Ruiz-del-Portal Fernández¹, Francisco Javier Ortega Puebla^1,2, Raúl Valdesuso Domínguez ^1,2, Miguel Delicado-Miralles³, Enrique Velasco Serna³

¹Physical Therapy and Advanced Rehabilitation Clinic RehAv Elche, Elche, Spain; ²Physical Therapy Department, CEU-Cardena Herrera University, Elche, Spain; ³Instituto de Neurociencias, Universidad Miguel Hernández-CSIC, San Juan de Alicante, Spain

Autor para correspondencia
Enrique Velasco Serna, e.velasco@umh.es

Palabras clave: Estimulación percutánea de nervios periféricos, plasticidad, sistema somatosensorial, depresión a largo plazo, potenciación a largo plazo.

Introducción

La estimulación eléctrica de las aferencias cutáneas puede inducir plasticidad somatosensorial en los seres humanos. Sin embargo, se desconoce si es posible hacerlo mediante la estimulación percutánea de un nervio periférico, el cual permitiría realizar intervenciones de anestesia regional. Además, los protocolos de potenciación aplicados sobre fibras principalmente no nociceptivas inhiben la nocicepción en roedores, pero no se ha probado en humanos.

Objetivos

Determinar si un protocolo destinado a deprimir el circuito nociceptivo y otro destinado a potenciar los circuitos no nociceptivos producen hipoalgesia regional y cambios en la función motora, aplicándolos mediante estimulación nerviosa periférica percutánea (pPNS siglas en inglés), y evaluar cuál de ellos es más prometedor para el alivio del dolor, inmediatamente después y a las 24 horas de la intervención.

Material y métodos

El protocolo UD-cBF tiene como objetivo deprimir la vía nociceptiva a través del Umbral Doloroso, con una estimulación continua a Baja Frecuencia, y el protocolo US-tAF tiene como objetivo producir una potenciación de la vía no nociceptiva, a través del Umbral Sensitivo, con trenes de Alta Frecuencial. Todos los sujetos (n=29) pasaron por ambos protocolos y por una condición de control en un diseño cruzado aleatorio y cegado.

Resultados

En comparación con el grupo control, el protocolo US-tAF indujo una hipoestesia mecánica (p = 0,02). Por el contrario, no se observó hipoalgesia tras la estimulación con UD-cBF (p > 0,05), sin embargo, aumentó el umbral motor eléctrico (p = 0,04), redujo el reclutamiento motor (p = 0,03) y los sujetos comunicaron que sentían una reducción de fuerza (p > 0,01).

Conclusiones

Este trabajo proporciona evidencia de que es posible inducir plasticidad antinociceptiva en un amplio territorio utilizando pPNS. Además, demuestra por primera en humano que un protocolo destinado a producir una potenciación a largo plazo aplicado predominantemente sobre aferentes no nociceptivas induce hipoestesia e hipoalgesia.

Sensorimotor effects of plasticity-inducing percutaneous peripheral nerve stimulation: a blinded, randomized clinical trial

Patricia Beltrá López¹, Ivan Ruiz-del-Portal Fernández¹, Francisco Javier Ortega Puebla^1,2, Raúl Valdesuso Domínguez ^1,2, Miguel Delicado-Miralles³, Enrique Velasco Serna³

¹Physical Therapy and Advanced Rehabilitation Clinic RehAv Elche, Elche, Spain; ²Physical Therapy Department, CEU-Cardena Herrera University, Elche, Spain; ³Instituto de Neurociencias, Universidad Miguel Hernández-CSIC, San Juan de Alicante, Spain

Corresponding author
Enrique Velasco Serna, e.velasco@umh.es

Keywords: Percutaneous peripheral nerve stimulation, plasticity, somatosensorial system, long term depression, long term potentiation.

Background

Electrical stimulation of skin afferents can induce somatosensory plasticity in humans. Nevertheless, it is unknown if this is possible to do through percutaneous stimulation of a peripheral nerve, which will allow for regional anaesthesia interventions. Furthermore, potentiation protocols applied over mainly non-nociceptive fibres inhibit nociception in rodents, but this has not been tested in humans.

Objectives

To determine whether a protocol aiming to depress the nociceptive circuit and another aiming to potentiate non-nociceptive circuits produce regional hypoalgesia and changes in motor function, applied through percutaneous peripheral nerve stimulation (pPNS), and to assess which of them is more promising for pain relief, immediately and 24 h after the intervention.

Material and methods

PT-cLF protocol aims to depress the nociceptive pathway through Pain Threshold, continuous Low-Frequency stimulation and ST-bHF aims to produce potentiation of the non-nociceptive pathway, through Sensory Threshold burst stimulation at High Frequency. All subjects (n = 29) went through both protocols and a control condition in a randomized and blinded crossover design.

Results

Compared to control, ST-bHF induced distal hypoalgesia, towards electrical (p = 0.04) and mechanical stimuli (p = 0.02) and produced mechanical hypoesthesia (p = 0.02). Contrarily, hypoalgesia was not observed after PT-cLF (p > 0.05) but increased electrical motor threshold (p = 0.04), reduced motor recruitment (p = 0.03), and the subjects reported feeling reduced strength (p < 0.01).

Conclusions

This works provides evidence that is possible to induce antinociceptive plasticity in a wide territory using pPNS. Moreover, it demonstrates for the first time in humans that a protocol aiming to produce long-term potentiation applied predominantly over non-nociceptive afferents induces hypoesthesia and hypoalgesia.