La Stimolazione Magnetica Transcranica è una tecnica relativamente nuova nel panorama delle metodiche a disposizione della sperimentazione neuropsicologica. Essa consente di stimolare o inibire la corteccia cerebrale in modo non invasivo. La TMS consiste sostanzialmente nella generazione di un campo magnetico che induce un’attività elettrica nel cervello. Questa corrente elettrica provoca la depolarizzazione delle cellule nervose producendo la stimolazione o l’interruzione dell’attività cerebrale della zona stimolata. La TMS provoca un’interferenza temporanea e locale con l’attività cerebrale normale e quindi, con i processi di elaborazione che sono svolti dall’attività cerebrale interessata dall’interferenza.

Il primo stimolatore magnetico commerciale venne prodotto nel 1985 e da allora molti progressi sono stati fatti (George et al. 2002). Oggi la strumentazione per TMS è ridotta nelle dimensioni, più facile da usare e più sicura. La struttura di base è comunque la stessa: un generatore di impulsi di corrente e una bobina di stimolazione (coil), composta di solito da cavi di rame arrotolati all’interno di un involucro di plastica.
Il soggetto sottoposto ad una seduta con TMS è seduto su una poltrona confortevole, è vigile e, se lo studio lo richiede, deve svolgere un determinato compito durante la stimolazione. Al momento dell’emissione dell’impulso, il coil viene mantenuto in una posizione fissa sulla superficie della testa del soggetto.

La TMS impiega un impulso magnetico di forte intensità, focalizzato in una porzione limitata di spazio, che viene somministrato attraverso il coil. Il flusso magnetico viene generato dal passaggio estremamente rapido di corrente elettrica nel coil. Una volta generato, questo impulso magnetico passa attraverso lo scalpo e l’osso della scatola cranica, fino a raggiungere il cervello. Come un qualsiasi campo magnetico induce corrente elettrica in un conduttore che venga posto al suo interno (principio dell’induzione elettromagnetica di Faraday), così l’impulso magnetico della TMS induce una corrente elettrica sulla superficie del cervello quando lo raggiunge. Nell’area interessata dall’arrivo del campo magnetico i neuroni verranno quindi attivati in un modo artificiale dalla corrente elettrica generata dal campo.

Vi sono tre tipologie di TMS: a impulso singolo, a doppio impulso, ripetitiva.
Nella TMS ad impulso singolo (single pulse TMS) gli impulsi vengono somministrati uno alla volta e la distanza temporale minima tra la somministrazione di un impulso e la successiva non è inferiore a 3 secondi. Gli effetti della TMS a impulso singolo sull’attività neuronale sono di breve durata.
La TMS a doppio impulso (paired pulse o ppTMS) prevede la presentazione accoppiata di uno stimolo condizionante sotto-soglia seguito (con un certo intervallo di tempo) da uno stimolo sopra-soglia. La risposta a questa coppia di stimoli può essere aumentata (facilitazione), o diminuita (inibizione), a seconda dell’intervallo temporale tra gli stimoli (Inter Stimulus Interval, ISI). Se gli intervalli tra i due impulsi sono molto brevi, o molto lunghi, si ottiene un effetto inibitorio, mentre la facilitazione delle risposte viene ottenuta impiegando intervalli intermedi. La ppTMS viene soprattutto applicata allo studio delle funzioni inibitorie ed eccitatorie di circuiti cerebrali.
La TMS ripetitiva (rTMS) consiste in una stimolazione ripetuta ad intervallo regolare nello stesso punto dello scalpo con una frequenza che va da 1 a 20 o più Hz. I parametri da definire in questo caso sono l’intensità, la frequenza, la lunghezza dei treni di impulsi inviati (il loro numero) e l’intervallo temporale tra la somministrazione di treni di impulsi successivi.
Gli effetti della rTMS permangono più a lungo rispetto alla TMS ad impulso singolo, nell’ordine di qualche minuto. Maggiore è la frequenza e l’intensità, maggiore è l’interferenza corticale prodotta durante la stimolazione. E’ stato dimostrato che la rTMS a varie frequenze per periodi relativamente lunghi può indurre delle variazioni dopo la stimolazione stessa. Queste variazioni a lungo termine del funzionamento della corteccia producono effetti che variano a seconda della frequenza di stimolazione usata, producendo inibizione o facilitazione.

Oggi, la TMS è uno strumento d’indagine di comprovata efficacia nelle neuroscienze della cognizione ed è stata utilizzata nello studio di varie funzioni neuropsicologiche (ad esempio, percezione, attenzione, linguaggio). Inoltre sono stati sviluppati ambiti applicativi per lo studio ed il trattamento di alcuni disturbi neurologici e psichiatrici. L’evidenza clinica del potenziale terapeutico della TMS ha indotto alcuni Paesi, come Canada ed Israele, ad inserire tale metodica nei protocolli di trattamento della depressione maggiore e di altre malattie.

Nell’ambito delle dipendenze la TMS è stata utilizzata per indagare l’eccitabilità corticale in soggetti con dipendenza da sostanze. Inoltre, alcuni studi hanno valutato l’efficacia della rTMS nel trattamento della tossicodipendenza.