Войти
| Транскраниальная стимуляция постоянным током | |
|---|---|
 Анодное введение tDCS. Анодный (б) и катодный (в) электроды размером 35 см накладываются на F3 и правую надглазничную область соответственно. Ремешок для головы используется (d) для удобства и воспроизводимости, а резинка (e) для уменьшения сопротивления. | |
| MeSH | D065908 |
| [редактировать в Wikidata ] | |
Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS ) представляет собой форму нейромодуляции, которая использует постоянный низкий постоянный ток, подаваемый через электроды на голове. Первоначально он был разработан для помощи пациентам с черепно-мозговой травмой или психическими заболеваниями, такими как большое депрессивное расстройство. Это можно сравнить с стимуляцией черепной электротерапии, которая обычно использует переменный ток таким же образом.
Исследования показывают, что все больше доказательств того, что tDCS используется для лечения депрессии. Существуют смешанные данные о том, полезна ли tDCS для улучшения когнитивных функций у здоровых людей. Нет убедительных доказательств того, что tDCS полезен при дефиците памяти при болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера, шизофрении, ненейропатической боли или улучшении функции верхних конечностей после инсульт.
В 2015 г. Британский национальный институт здравоохранения и передового опыта (NICE) обнаружил, что tDCS безопасен и эффективен для лечения депрессии, хотя на тот момент требовались дополнительные и более масштабные исследования. С тех пор было проведено несколько исследований и метаанализ, которые подтверждают доказательства того, что tDCS является безопасным и эффективным средством от депрессии.
В 2020 году был опубликован метаанализ, обобщающий результаты девяти подходящих исследований (572 участников), представляя умеренную / высокую достоверность доказательств. Активная tDCS значительно превосходила фиктивную в отношении ответа (30,9% против 18,9% соответственно), ремиссии (19,9% против 11,7%) и улучшения депрессии. Согласно метаанализу 2016 года, опубликованному в British Journal Psychology, 34% пациентов, получавших tDCS, продемонстрировали уменьшение симптомов не менее чем на 50% (по сравнению с 19% плацебо) в 6 рандомизированных контролируемых исследованиях.
Недавние исследования tDCS показали многообещающие результаты в лечении других психических заболеваний, таких как тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство. Требуются дополнительные исследования по этой теме. Также есть доказательства того, что tDCS полезен для лечения невропатической боли после травмы спинного мозга и улучшения повседневной активности оценки после инсульта.
По данным Британского национального института здоровья и качества ухода (NICE), данные о tDCS при депрессии не вызывают серьезных проблем с безопасностью.
По состоянию на 2017 год при стимуляции до 60 минут и до 4 мА в течение двух недель, побочные эффекты включают раздражение кожи, фосфен в начале стимуляции, тошноту, головную боль, головокружение и зуд под электродом. Типичные сеансы лечения продолжительностью около 20–30 минут повторяются ежедневно в течение нескольких недель при лечении депрессии. По состоянию на 2017 год не было известно о побочных эффектах длительного лечения. Тошнота чаще всего возникает, когда электроды помещаются выше сосцевидного отростка для стимуляции вестибулярной системы. Фосфен - это кратковременная вспышка света, которая может произойти, если поместить электрод рядом с глазом.
Людям, подверженным припадкам, например людям с эпилепсией, не следует получить tDCS. Были завершены исследования для определения плотности тока, при которой у крыс возникает явное повреждение мозга. Было обнаружено, что при катодной стимуляции плотность тока 142,9 А / м, обеспечивающая плотность заряда 52400 Кл / м или выше, вызывала в мозге поражение у крысы. Это более чем на два порядка выше, чем у протоколов, которые использовались по состоянию на 2009 год.
tDCS стимулирует и активирует клетки мозга, доставляя электрические сигналы. Способ, которым стимуляция изменяет функцию мозга, заключается в том, что он вызывает либо мембранный потенциал покоя деполяризации, либо гиперполяризацию нейрона. Когда доставляется положительная стимуляция (анодная tDCS), ток вызывает деполяризацию мембранного потенциала покоя, что увеличивает возбудимость нейронов и способствует более спонтанному возбуждению клеток . Когда доставляется отрицательная стимуляция (катодная tDCS), ток вызывает гиперполяризацию мембранного потенциала покоя. Это снижает возбудимость нейронов из-за уменьшения спонтанного возбуждения клеток.
В случае лечения депрессии токи tDCS специально нацелены на левую сторону дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC), расположенную в лобной доле. Было показано, что левый DLPFC связан с более низкой активностью в популяции с депрессией.
Одним из аспектов tDCS является его способность достигать корковых изменений даже после прекращения стимуляции. Продолжительность этого изменения зависит от продолжительности стимуляции, а также от интенсивности стимуляции. Эффекты стимуляции усиливаются по мере увеличения продолжительности стимуляции или увеличения силы тока. Было предложено, что tDCS способствует как долгосрочной потенциации, так и долгосрочной депрессии, и для подтверждения необходимы дальнейшие исследования.
Транскраниальная стимуляция постоянным током работает путем передачи постоянного низкого постоянного тока через электроды. Когда эти электроды помещаются в интересующую область, ток вызывает внутримозговое течение тока. Затем этот ток либо увеличивает, либо уменьшает возбудимость нейронов в конкретной стимулируемой области, в зависимости от того, какой тип стимуляции используется. Это изменение возбудимости нейронов приводит к изменению функции мозга, что может использоваться в различных терапевтических целях, а также для получения дополнительной информации о функционировании человеческого мозга.
Транскраниальный постоянный ток стимуляция - это относительно простой метод, требующий всего нескольких частей. К ним относятся два электрода и устройство с батарейным питанием, обеспечивающее постоянный ток. Контрольное программное обеспечение также может использоваться в экспериментах, которые требуют нескольких сеансов с разными типами стимуляции, так что ни человек, получающий стимуляцию, ни экспериментатор не знают, какой тип вводится. Каждое устройство имеет анодный положительно заряженный электрод и катодный отрицательный электрод. Ток «традиционно» описывается как протекающий от положительного анода через промежуточную проводящую ткань к катоду, образуя цепь . Обратите внимание, что в традиционных электрических цепях, построенных из металлических проводов, ток создается движением отрицательно заряженных электронов, которые фактически текут от катода к аноду. Однако в биологических системах, таких как головка, ток обычно создается потоком ионов, которые могут быть положительно или отрицательно заряженными - положительные ионы будут течь к катоду; отрицательные ионы будут течь к аноду. Устройство может регулировать ток, а также продолжительность стимуляции.
Для настройки устройства tDCS необходимо подготовить электроды и кожу. Это обеспечивает соединение с низким сопротивлением между кожей и электродом . Тщательное размещение электродов имеет решающее значение для успешной техники tDCS. Накладки электродов бывают разных размеров с преимуществами для каждого размера. Электрод меньшего размера обеспечивает более сфокусированную стимуляцию участка, в то время как электрод большего размера гарантирует, что стимулируется вся интересующая область. Если электрод размещен неправильно, может стимулироваться другой участок или больше участков, чем предполагалось, что приведет к ошибочным результатам. Один из электродов помещается над интересующей областью, а другой электрод, электрод сравнения, помещается в другое место, чтобы замкнуть цепь . Этот электрод сравнения обычно размещают на шее или плече на стороне тела, противоположной интересующей области. Поскольку интересующая область может быть небольшой, часто бывает полезно определить местонахождение этой области перед установкой электрода с помощью метода визуализации мозга, такого как фМРТ или ПЭТ. После правильного размещения электродов можно начинать стимуляцию. Многие устройства имеют встроенную возможность, которая позволяет «нарастать» или постепенно увеличивать ток, пока не будет достигнут необходимый ток. Это уменьшает количество эффектов стимуляции, которые ощущает человек, получающий tDCS. После запуска стимуляции ток будет продолжаться в течение времени, установленного на устройстве, а затем автоматически отключится. Недавно был представлен новый подход, в котором вместо использования двух больших подушечек используется несколько (более двух) гелевых электродов меньшего размера для нацеливания на определенные корковые структуры. Этот новый подход называется tDCS высокого разрешения (HD-tDCS). В пилотном исследовании было обнаружено, что HD-tDCS имеет более сильные и продолжительные изменения возбудимости моторной коры, чем губчатый tDCS.
Существует три различных типа стимуляции: анодные, катодные и фиктивные. Анодная стимуляция - это положительная (V +) стимуляция, которая увеличивает нейрональную возбудимость стимулируемой области. Катодная (V-) стимуляция снижает возбудимость нейронов стимулируемой области. Катодная стимуляция может лечить психические расстройства, вызванные гиперактивностью области мозга. Ложная стимуляция используется в качестве контроля в экспериментах. Имитационная стимуляция излучает кратковременный ток, но затем остается выключенным до конца времени стимуляции. При мнимой стимуляции человек, получающий tDCS, не знает, что он не получает длительную стимуляцию. Сравнивая результаты испытуемых, подвергшихся фиктивной стимуляции, с результатами испытуемых, подвергшихся анодной или катодной стимуляции, исследователи могут увидеть, насколько эффект вызван текущей стимуляцией, а не эффектом плацебо.
В последнее время исследуются и создаются устройства tDCS, предназначенные для домашнего использования - от лечения таких заболеваний, как депрессия, до улучшения общего когнитивного благополучия.
Базовая конструкция tDCS, использующая постоянный ток (DC) для стимуляции интересующей области, существует более 100 лет. До XIX века был проведен ряд элементарных экспериментов с использованием этой техники, в ходе которых проверялось электричество животных и человека. Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта были двумя такими исследователями, которые использовали технологию tDCS в своих исследованиях источника электричества клеток животных. Именно благодаря этим первоначальным исследованиям tDCS впервые попала в клиническую практику. В 1801 году Джованни Альдини (племянник Гальвани) начал исследование, в котором он успешно применил технику стимуляции постоянным током для улучшения настроения пациентов с меланхолией.
Наблюдается кратковременный всплеск интереса. в транскраниальной стимуляции постоянным током в 1960-х годах, когда исследования исследователя DJ Albert доказали, что стимуляция может влиять на функцию мозга, изменяя возбудимость коры. Он также обнаружил, что положительная и отрицательная стимуляция по-разному влияют на возбудимость коры головного мозга.. Исследования продолжались, опираясь на знания, полученные с помощью других методов, таких как ТМС и фМРТ.
Методы транскраниальной электростимуляции. В то время как tDCS использует постоянную силу тока, tRNS и tACS используют колебательный ток. Вертикальная ось представляет силу тока в миллиамперах (мА), а горизонтальная ось показывает изменение времени. В транскраниальной магнитной стимуляции (TMS) электрическая катушка удерживается над интересующей областью. на коже черепа, который использует быстро меняющиеся магнитные поля для индукции небольших электрических токов в головном мозге. Существует два типа ТМС: повторяющаяся ТМС и одиночная импульсная ТМС. Оба используются в исследовательской терапии, но эффекты, длящиеся дольше периода стимуляции, наблюдаются только при повторяющейся ТМС. Подобно tDCS, с помощью этой техники можно добиться увеличения или уменьшения нейрональной активности, но способ ее индуцирования сильно отличается. Транскраниальная стимуляция постоянным током имеет два разных направления тока, которые вызывают разные эффекты. Повышенная нейронная активность индуцируется при повторяющейся TMS с использованием более высокой частоты, а снижение нейрональной активности индуцируется с помощью более низкой частоты.
Варианты, относящиеся к tDCS, включают tACS и транскраниальный случайный шумовая стимуляция (tRNS ), группа технологий, обычно называемых транскраниальной электростимуляцией, или TES.
Последние исследования tDCS показали все больше данных о лечении депрессии.
Систематический обзор плацебо-контролируемых исследований tDCS был опубликован недавно, в 2020 году. В метаанализе были сопоставлены результаты девяти подходящих исследований (572 участника) до декабря 2018 года для оценки отношения шансов (OR) и необходимого количества для лечения (NNT) реакции и ремиссии, а также для улучшения депрессии. Результаты показали статистически более высокую эффективность активной tDCS по сравнению с фиктивной. Были включены девять подходящих исследований (572 участника), представляющих умеренную / высокую достоверность доказательств. Активная tDCS значительно превосходила фиктивный ответ (30,9% против 18,9% соответственно; OR = 1,96, 95% CI [1,30–2,95], NNT = 9), ремиссия (19,9% против 11,7%, OR = 1,94 [1,19 –3,16], NNT = 13) и улучшение депрессии (величина эффекта β = 0,31, [0,15–0,47]).
Ранее метаанализ 2016 года показал, что у 34% пациентов, получавших tDCS, наблюдалось уменьшение симптомов как минимум на 50% (по сравнению с 19% плацебо). Исследование, проведенное Brunoni в 2017 году, показало, что 6-недельное лечение tDCS привело к уменьшению как минимум половины симптомов депрессии у 41% людей с депрессией (против 22% плацебо и 47% антидепрессантов).
В 2015 году Британский национальный институт здравоохранения и качества обслуживания (NICE) обнаружил, что tDCS безопасен и эффективен для лечения депрессии. Вплоть до 2014 г. было проведено несколько небольших рандомизированных клинических исследований (РКИ) по большому депрессивному расстройству (БДР); наиболее обнаружено облегчение депрессивных симптомов. Было проведено только два РКИ по резистентному к лечению БДР; оба были небольшими, и один обнаружил эффект, а другой - нет. Один метаанализ данных был сосредоточен на уменьшении симптомов и обнаружил эффект по сравнению с фиктивным лечением, но другой, который был сосредоточен на рецидивах, не обнаружил никакого эффекта по сравнению с фиктивным лечением.
В 2016 году европейский метаанализ обнаружил доказательства уровня B (вероятная эффективность) в отношении фибромиалгии, депрессии и тяги.
Существуют противоречивые данные о том, полезна ли tDCS для улучшения когнитивных функций у здоровых людей. В нескольких обзорах были обнаружены доказательства небольших, но значительных когнитивных улучшений. В других обзорах не было обнаружено никаких доказательств, хотя один из них подвергался критике за упущение из виду внутрисубъектных эффектов и доказательств многосессионных испытаний tDCS. Нет убедительных доказательств того, что tDCS полезен при дефиците памяти при болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера, шизофрении, ненейропатической боли или улучшении функции верхних конечностей после
Обзор результатов сотен экспериментов с tDCS в 2015 году показал, что не было статистически убедительных доказательств, подтверждающих какой-либо чистый когнитивный эффект, положительный или отрицательный, однократного tDCS в здоровых популяциях - нет никаких доказательств того, что tDCS полезен для когнитивного улучшения. Второе исследование тех же авторов показало, что статистически достоверное влияние tDCS на какой-либо нейрофизиологический результат практически отсутствует.
Было проведено несколько клинических испытаний использования tDCS для улучшения дефицита памяти у Болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера и здоровые субъекты со смешанными результатами. В Кокрановском обзоре 2016 года были обнаружены доказательства того, что tDSC может улучшить повседневную активность при болезни Паркинсона, но качество доказательств было от очень низкого до среднего.
Исследования, проведенные по состоянию на 2013 год в шизофрении, показали, что в то время как первоначально была обнаружена большая величина эффекта для улучшения симптомов, более поздние и более крупные исследования показали меньшую величину эффекта (см. также ниже раздел об использовании tDCS при психических расстройствах). Исследования в основном сосредоточены на таких положительных симптомах, как слуховые галлюцинации; исследования негативных симптомов отсутствуют. В дополнение к исследованиям tDCS при депрессии, tDCS изучалась в устранении когнитивных нарушений при шизофрении. Некоторые исследователи изучают потенциальные применения, такие как улучшение внимания и концентрации. tDCS также изучалась при наркозависимости.
Исследования, проведенные с 2012 года по использованию tDCS для лечения боли, показали, что исследования были низкого качества и не могут использоваться в качестве основы для рекомендации использования tDCS для лечения боли. лечить боль. При хронической боли после травмы спинного мозга исследования высокого качества и показали, что tDCS неэффективен.
При инсульте исследования, проведенные в 2014 году, показали, что tDCS не эффективен для улучшения функции верхних конечностей после инсульта.. В то время как некоторые обзоры предполагают влияние tDCS на улучшение состояния после инсульта афазии, в Кокрановском обзоре 2015 года не было обнаружено никаких улучшений от сочетания tDCS с традиционным лечением. Исследования, проведенные в 2013 году, показывают, что tDCS может быть эффективным для улучшения зрения после инсульта.
tDCS также использовался в исследованиях нейробиологии, в частности, чтобы попытаться связать определенные области мозга с конкретными когнитивными задачами или психологическими явлениями. Мозжечок был в центре внимания исследований из-за его высокой концентрации нейронов, его расположения непосредственно под черепом и множества реципрокных анатомических связей с двигательными и ассоциативными частями мозга. Большинство таких исследований сосредоточено на влиянии tDCS мозжечка на двигательные, когнитивные и аффективные функции у здоровых и пациентов, но некоторые также используют tDCS над мозжечком для изучения функциональной связи мозжечка с другими областями мозга.
tDCS - это одобренный CE препарат для лечения большого депрессивного расстройства (MDD) в Великобритании, ЕС, Австралии и Мексике. По состоянию на 2015 год tDCS не был одобрен для использования FDA США. В информационном документе FDA, подготовленном в 2012 году, говорилось, что «не существует регулирования терапевтических tDCS».
