Электростимуляция головного мозга: №1

 Актуальность.
Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) - это метод, который улучшает различные неврологические состояния и когнитивные способности у людей. Этот метод применяется более 20 лет, проведено более 200 клинических испытаний на людях, написано более 500 статей. Я расскажу про самые интересные из них.
 Механизм действия.

фото
 Это неинвазивная процедура, за исключением глубокой мозговой стимуляции (deep brain stimulation), при которой электроды вставляют в мозг через отверстия в черепе. Этот метод используется при реабилитации пациентов с болезнью Паркинсона и синдромом Туретта.

Головной мозг стимулируют слабым постоянным током (обычно 1-2 мА), в течение 10-30 мин через череп. Анод уменьшает разницу потенциалов на мембранах нервных клеток, что приводит к увеличению их возбудимости. Катод увеличивает разницу потенциалов, снижая возбуждение нейронов при поступлении внешнего сигнала. Для того чтобы получить определенный эффект необходимо выбрать зоны мозга, но которые будут наложены электроды.

 Итак, исследование №1: Сочетание стимуляции мозга и видеоигры для когнитивного улучшения.
Цель: исследование синергетического влияния tDCS и когнитивной подготовки в виде математический игры на обучение, память и их долгосрочные эффекты.
 Материалы и методы Проводилась электростимуляция дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC) у 20 здоровых добровольцев – слева устанавливали катод, справа – анод. В эксперименте была и контрольная группа людей (10 человек), у которых tDCS имитировали, чтобы исключить эффект плацебо.
Электростимуляция проводилась током силой 1 миллиампер по 30 минут в день 2 дня подряд. Кроме того, оценка проводилась через два месяца после стимуляции.

Добровольцы были разделены на три группы: 1)воздействованные tDCS во время обучения видеоиграм математики, 2) фиктивные tDCS во время обучения видеоиграм математики, 3)активная контрольная группа, которая получала реальные tDCS во время нематематических задач визуализации.   Фиктивная группа получала идентичную тренировку как группа tDCS, но стимуляция применялась только в течение 30 секунд (15-секундный разгон, 15-секундный разгон в начале и в конце тренировки). Эта кратковременная стимуляция должна оказывать незначительное влияние на популяции нейронов под электродами стимуляции, но вызывает ощущения на коже черепа, которые неотличимы от реальных tDCS.
Активная контрольная группа стимулировалась тем же протоколом, что и настоящая группа tDCS, но во время не математических задач, связанных с визуализацией. Участникам было предоставлено 30 неполных матриц и требовалось выбрать вариант ответа, который завершает каждую матрицу или серию.
Экспериментальная установка включала видеоигру, которая требует движений тела, фиксируется детектором движения, соединенным с беспроводными tDCS.

 Когнитивная оценка проводились до, сразу после и через 2 месяца после обучения, чтобы оценить обобщаемость обучения и долговечность эффектов. Участники были опробованы на их математическое достижение и работоспособность памяти (словесные и визуальные). Математические достижения были протестированы с использованием теста 2-го британского издания «Wechsler Individual Achievement Test» (WIAT-II, Великобритания). Это включало тесты на числовые операции и математические рассуждения.
 Результаты Как и было предсказано, стимуляция головного мозга еще больше повысила эффективность обучения с немедленной и долгосрочной отдачей. Эта улучшенная производительность особенно очевидна между двумя группами с увеличением уровня сложности. Фиктивная группа показала ожидаемое снижение производительности, в то время как те, кто получил tDCS, не сделали этого.
Это подтверждает вывод о том, что tDCS более эффективен, когда участники занимаются сложной задачей. Только после двухдневного 30-минутного обучения те, кто получил tDCS, в среднем на 9% быстрее выдавали результат и продолжали улучшаться еще на 11% при испытании через 2 месяца без дальнейшей практики и использования tDCS.
При оценке через 2 месяца без стимуляции мозга группа tDCS показала на 18% более быстрый ответ, чем их первоначальная эффективность. В то время как фиктивная группа tDCS продемонстрировала улучшение только на 7%. Вместе эти данные показывают, что 2-дневная 30-минутная тренировка с 1 мА tDCS может оказать длительное влияние на нейропластичность. Одним из ограничений настоящего исследования является его относительно скромный размер выборки. Однако этот размер выборки сопоставим с другими когнитивными исследованиями с использованием tDCS.

С практической точки зрения, эти данные подчеркивают возможность достижения долгосрочного когнитивного улучшения с сокращением затрат времени,используя комбинированные нефармакологические методы.

 В следующих статьях я расскажу о других исследованиях и их результатах с использованием электростимуляции головного мозга, в частности про улучшение памяти, внимания и лечение зависимостей!
Подписывайтесь, чтобы не пропустить новости из мира медицины!
Источник статьи