Войти
Хронический имплант подкоркового электрода у лабораторной крысы, используемой для передачи электрической стимуляции в мозг. Электрическая стимуляция мозга (EBS ), также называемая фокусной стимуляцией мозга (FBS ), представляет собой форму электротерапии и метод, используемый в исследованиях и клинических нейробиологии для стимулирования нейрон или нейронная сеть в мозге посредством прямого или непрямого возбуждения его клеточной мембраны с помощью электрический ток. Он используется в исследовательских или терапевтических целях.
Электрическая стимуляция мозга была впервые использована в первой половине XIX века первыми исследователями, такими как Луиджи Роландо (1773–1831) и Пьер Флуранс (1794–1867), для изучения локализации функций мозга после открытия итальянского врача Луиджи Гальвани (1737–1798), что нервы и мышцы электрически возбудимый. Стимуляция поверхности коры головного мозга с помощью стимуляции мозга была использована для исследования моторной коры у животных такими исследователями, как Эдуард Хитциг (1838–1907).), Густав Фрич (1838–1927), Дэвид Феррье (1842–1928) и Фридрих Гольц (1834–1902). Кора головного мозга человека также электрически стимулировалась нейрохирургами и неврологами, такими как Роберт Бартолоу (1831–1904) и Федор Краузе (1857–1857). 1937 г.).
В следующем столетии эта техника была усовершенствована благодаря изобретению стереотаксического метода британским пионером нейрохирурга Виктором Хорсли (1857–1916), а также разработкой из имплантатов хронических электродов, разработанных швейцарским нейрофизиологом Вальтером Рудольфом Гессом (1881–1973), Хосе Дельгадо (1915) –2011) и др., С использованием электродов, изготовленных из прямого изолированного провода, который можно вводить глубоко в мозг свободно ведущих себя животных, таких как кошки и обезьяны. Этот подход был использован доктором Джеймсом Олдсом (1922–1976) и его коллегами для открытия вознаграждения за стимуляцию мозга и центра удовольствия. Американо-канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд (1891–1976) и его коллеги из Монреальского неврологического института использовали обширную электрическую стимуляцию коры головного мозга у бодрствующих нейрохирургических пациентов для исследования двигательных и сенсорных функций гомункулус (представление тела в коре головного мозга согласно распределению моторных и сенсорных территорий).
EBS по-прежнему неразрывно связана с работой доктора Роберта Гэлбрейта Хита, доктора Хосе Дельгадо и доктора Уайлдера Пенфилда. Интересно, что во время исследований локализации головного мозга нейрохирург Пенфилд не смог вызвать эмоциональные реакции у людей, наблюдая спонтанную эпилепсию или электрически стимулировав поверхность коры головного мозга. Нейрофизиолог доктор Хосе Дельгадо отметил несколько исключений из этого правила. Напротив, EBS через глубоко имплантированные электроды в локализованные области мозга (глубокая стимуляция мозга ; DBS) вызывал как приятные, так и отталкивающие реакции у лабораторных животных и людей, как описано ранее.
EBS может вызывать у кошек ритуальные моторные реакции фиктивной ярости путем стимуляции переднего гипоталамуса, а также более сложные эмоциональные и поведенческие компоненты «истинной ярости» у обоих подопытных животных путем стимуляции бокового гипоталамуса., и у людей, стимулируя различные глубокие области мозга. EBS у людей с эпилепсией может вызывать припадки на поверхности мозга, а также патологическую агрессию и ярость при стимуляции миндалины.
Двухфотонная микроскопия возбуждения показал, что микростимуляция редко активирует нейроны вокруг электрода даже при низких токах (всего 10 мкА) на расстоянии до четырех миллиметров. Это происходит без особого выделения других нейронов гораздо ближе к кончику электрода. Это связано с тем, что активация нейронов определяется тем, есть ли у них аксоны или дендриты, которые проходят в радиусе 15 мкм вблизи кончика электрода. По мере увеличения тока объем вокруг кончика, который активирует аксоны и дендриты нейронов, увеличивается, и вместе с этим увеличивается количество активированных нейронов. Активация, скорее всего, вызвана прямой деполяризацией, а не синаптической активацией.
Всесторонний обзор исследований EBS составил список множества различных острых воздействий стимуляции в зависимости от на целевой области мозга. Ниже приведены некоторые примеры задокументированных эффектов:
EBS в лицо- чувствительные области веретенообразной извилины заставили пациента сообщить, что лица людей в комнате с ним «изменились» и стали искаженными: «Ваш нос отвис, ушел влево. [...] Изменилось только ваше лицо, все остальное осталось прежним ".
Стереотаксический аппарат, используемый для вставки электрода в базальные ганглии мозга, для Хирургия болезни Паркинсона. Примеры терапевтических EBS:
Вместо этого сильный электрический ток может вызвать локальное поражение нервной ткани. функциональной обратимой стимуляции. Это свойство использовалось для нейрохирургических процедур в различных лечебных целях, таких как болезнь Паркинсона, фокальная эпилепсия и психохирургия. иногда один и тот же электрод используется для зондирования мозга на предмет обнаружения дефектных функций перед пропусканием тока поражения (электрокоагуляция ).
