Site Loader

Содержание

Тема 5. Действие постоянного тока на живые ткани. Хронаксиметрия

Постоянный ток в настоящее время находит все более широкое применение в клинической практике, как для диагностики поражений нервов и мышц (например, хронаксиметрия – метод определения возбудимости периферических нервов и скелетных мышц), так и для физиотерапии ряда заболеваний (например, использование постоянного тока для введения лекарственных веществ – метод электрофореза – или с целью повышения эластичности послеоперационного рубца).

Постоянный ток – это ток, постоянный по силе и направлению. Он меняет свою величину только дважды – в момент замыкания цепи (при этом амплитуда резко возрастает с нуля до определенного значения) и в момент размыкания цепи (при этом амплитуда резко снижается с определенной величины до нуля). Таким образом, постоянный ток, в отличие от переменного, будет действовать на живые ткани только в момент замыкания и размыкания цепи. После замыкания цепи и ответной реакции в тканях начинается адаптация к действию постоянного тока.

Известно, что в момент замыкания цепи постоянного тока возбуждение возникает под катодом, а при размыкании – под анодом (Полярный закон Пфлюгера). В 1859 г. Пфлюгер провел следующий опыт. Умерщвляя участок нерва под одним из электродов и устанавливая на неповрежденный участок другой электрод, он обнаружил, что при соприкосновении с неповрежденным участком катода возбуждение возникает только при замыкании цепи постоянного тока, а если катод установить на поврежденный участок ткани, а анод на неповрежденный, то возбуждение возникает только при размыкании цепи. Таким образом Пфлюгер пришел к выводу, что при действии постоянного тока на возбудимую ткань в момент замыкания цепи возбуждение возникает над катодом, а при размыкании – над анодом. Порог раздражения при размыкании цепи, когда возбуждение возникает над анодом, значительно выше, чем в момент замыкания цепи. Это можно объяснить изменением мембранного потенциала, которое вызывается постоянным током.

В момент замыкания цепи в области приложения к поверхности ткани положительно заряженного анода увеличивается положительный потенциал на наружной поверхности клеточной мембраны, т.  е. происходит ее гиперполяризация, при этом увеличивается мембранный потенциал, поэтому при замыкании цепи постоянного тока возбуждение над анодом не возникает. Это явление не сопровождается изменением ионной проницаемости клеточных мембран и получило название пассивной гиперполяризации.

В момент замыкания цепи в области приложения отрицательно заряженного электрода – катода – положительный заряд на наружной поверхности клеточной мембраны снижается. Возникают пассивная деполяризация и снижение величины мембранного потенциала. В момент замыкания цепи повышается проницаемость мембраны для ионов натрия, что увеличивает явление деполяризации, что в свою очередь способствует еще большему увеличению натриевой проницаемости.

Прохождение постоянного электрического тока через живую ткань сопровождается изменением ее физических и химических свойств. Для обозначения этих изменений введен термин «электротон». Изменения, которые происходят над катодом, получили название «катэлектротон», под анодом – «анэлектротон».

Изменения, возникающие на расстоянии 1 см от электронов, называются «периэлектротон», они противоположны изменениям, возникающим на катоде и на аноде.

В момент замыкании цепи происходят определенные сдвиги физиологических и физико-химических свойств.

Под катодом происходит повышение возбудимости и проводимости ткани, падает активность ацетилхолинэстеразы, увеличивается количество ацетилхолина, выделяется аммиак.

Под анодом понижаются возбудимость и проводимость ткани, повышается активность холинэстеразы, уменьшается содержание ацетилхолина, накапливается витамин В2, выделяется углекислый газ.

При продолжительном действии постоянного электрического тока под катодом увеличивается критический уровень деполяризации, т. е. возрастает порог раздражения. Наряду с этим происходит снижение амплитуды потенциала действия, так как длительное повышение натриевой проницаемости над катодом в момент замыкания цепи приводит к ее аккомодации.

Накопление под катодом ацетилхолина также способствует понижению возбудимости за счет развития стойкой деполяризации. Это явление – повышение возбудимости над катодом, которое затем сменяется ее снижением, получило название катодической депрессии и было изучено учеником Н. Е. Введенского Б. Ф. Вериго.

В зависимости от расположения электродов различают восходящее и нисходящее направление тока. При восходящем направлении ближе к мышце располагается анод, а при нисходящем – катод.

Ответная реакция ткани зависит не только от направления постоянного тока, но и от его силы. Различают слабый (пороговый), средний и сильный постоянный ток.

Слабый ток вызывает ответную реакцию в мышце или при восходящем или при нисходящем направлении только в момент замыкания цепи. В момент размыкания цепи ответной реакции не возникает, так как под анодом развивается только местное возбуждение, которое не проводится к мышце.

Средний ток при восходящем и при нисходящем направлении вызывает ответную реакцию как при замыкании, так и при размыкании цепи. В момент замыкания цепи под катодом, а в момент размыкания – под анодом возникает импульсное возбуждение, которое и вызывает сокращение мышцы.

Сильный ток при восходящем направлении вызывает ответную реакцию при размыкании цепи, а при нисходящем – только в момент ее замыкания, когда возбуждение возникает под электродом, расположенным ближе к мышце.

В момент замыкания цепи сильного постоянного тока восходящего направления под катодом возникает распространяющееся возбуждение, но в момент действия сильного постоянного тока под анодом резко понижаются возбудимость и проводимость, что блокирует проведение возбуждения от катода через область анода.

Аналогичный блок проведения возбуждения создается под анодом при размыкании цепи постоянного тока нисходящего направления за счет возникновения катодической депрессии.

Хронаксиметрия – один из методов диагностики функционального состояния нервов и мышц с помощью постоянного электрического тока.

Для характеристики возбудимости ткани необходимо определить минимальный порог раздражения (реобазу) и минимальное время, в течение которого ток, по силе или по напряжению равный удвоенной реобазе, должен возбудить ткань (хронаксия).

Хронаксия – это величина, характеризующая скорость возникновения возбуждения в ткани. Чем быстрее возбуждается ткань, тем короче ее хронаксия. Хронаксия измеряется в тысячных долях секунды, реобаза – в вольтах или миллиамперах.

Лабильность и хронаксия тесно связаны между собой, так как быстро протекающий процесс возбуждения характеризуется быстрым возникновением, и, наоборот, медленное протекание процесса возбуждения сочетается с длительным его возникновением. Таким образом, измерение хронаксии можно использовать для характеристики лабильности тех или иных образований. Хронаксия и лабильность ткани находятся в обратно пропорциональной зависимости. Чем больше хронаксия, тем меньше лабильность ткани, и наоборот – при низкой хронаксии лабильность ткани высокая.

Для определения хронаксии пользуются прибором хронаксометром. Он позволяет дозировать время действия тока на ткань и его силу. В хронаксометре имеются два электрода, отличающиеся друг от друга по размерам: анод – большой электрод, катод – малый электрод. В связи с этим густота электрических линий у анода незначительна и раздражающий эффект практически отсутствует, поэтому большой электрод называется индифферентным. Густота электрических линий на катоде примерно в 100 раз больше, чем на аноде, и он обладает выраженным раздражающим действием. Этот электрод называется дифферентным, или активным.

При исследовании проводят определение хронаксии эфферентных (моторную хронаксию) и афферентных (сенсорную хронаксию – зрительную, слуховую) систем. При исследовании моторной хронаксии проводят измерение хронаксии двигательного нервного ствола и иннервируемой им мышцы. При исследовании берут те участки нервного ствола, где он наиболее поверхностно располагается к коже, чтобы вызванная раздражением реакция была достаточной.

При исследовании мышц раздражение наносится на их двигательную точку – проекцию на коже места входа нервного ствола в данную мышцу. Для обнаружения этих точек используют системы их топографии. Передача возбуждения с одного нейрона на другой, а также с нейрона на мышцу возможна только при близких величинах их хронаксии. Это явление получило название изохромизма. Если хронаксии мышцы и нерва отличаются друг от друга более чем в два раза, то передача возбуждения невозможна, что получило название гетерохромизма.

Хронаксия тканей – непостоянная величина и зависит от многих факторов.

Хронаксия периферических нервов зависит от состояния центров в спинном мозге и в вышележащих отделах головного мозга. Хронаксия изолированного нервного волокна значительно увеличивается. Создание доминанты в коре головного мозга, травма головного мозга увеличивают хронаксию мышц и нервов конечностей. Физическая активность вначале укорачивает хронаксию, а при развитии утомления удлиняет ее. При действии холода и развитии утомления хронаксия удлиняется и наступает явление гетерохромизма между мышцей и нервом. Во время сна хронаксия мышц-разгибателей удлиняется. При наличии болевого синдрома в мышечно-суставном аппарате хронаксия укорачивается. При уменьшении болей она постепенно нормализуется.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Электрический ток


Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В). Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников. Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

  • прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
  • прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
  • прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
  • взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

    • Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
    • Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
    • Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

  • Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
    • Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
    • Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
    • Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы.  Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.


  • Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
    • без потери сознания;
    • с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
    • с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
    • клиническая смерть;
    • электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью. 

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

    • фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
    • отсутствие пульса и дыхания;
    • синеватый цвет кожи;
    • расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.


Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

  • 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
  • 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
  • 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.
Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

  • длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
  • специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
  • «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
  • путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

Постоянные импульсные токи | Филиал ТНИИКиФ Сиб ФНКЦ ФМБА России

Гальванизация – воздействие на организм с лечебно-профилактическими целями постоянным непрерывным электрическим током малой силы и низкого напряжения.
Электрофорез — введение лекарственных веществ с помощью гальванического тока.

Лечебное действие

Гальванизация – воздействие на организм с лечебно-профилактическими целями постоянным непрерывным электрическим током малой силы и низкого напряжения.
Электрофорез — введение лекарственных веществ с помощью гальванического тока.

В организме под действием постоянного тока возникают разнообразные реакции местного, сегментарного или генерализованного характера. Местные реакции возникают преимущественно в коже. В зоне воздействия отмечается гиперемия, что способствует улучшению обмена веществ и усилению процессов репарации, оказывает рассасывающее действие.Перераспределение ионов, накопление продуктов электролиза, образование биологически активных веществ, а так же непосредственное действие тока на нервные окончания и рецепторы ведут к возникновению нервной афферентной импульсации. В рефлекторную ответную реакцию вовлекаются органы и системы, принадлежащие к тому же сегменту спинного мозга, что и раздражаемая кожная поверхность.

При воздействии на головной мозг активируются подкорковые образования. Это проявляется усилением регуляторной и трофической функции нервной системы, улучшением кровоснабжения и обмена веществ в головном мозге, усилением регенерации поврежденных нервных структур.

При расположении электродов в области проекции эндокринных органов (щитовидная железа, надпочечники) отмечается стимуляция функции этих органов.

Изменения функционального состояния центральной нервной системы и эндокринной системы оказывают нормализующее действие на состояние внутренних органов и обмен веществ. Так, при использовании тока по общим или сегментарно-рефлекторным методикам наблюдается снижение повышенного артериального давления, улучшение кровообращения и лимфооттока, усиление секреторной и моторной функции желудка и кишечника, бронхолитический эффект и стимуляция деятельности мерцательного эпителия, улучшение функции печени и почек, стимуляция репаративных процессов в костной и соединительной тканях. В тканях увеличивается содержание АТФ и напряжение кислорода, уменьшается содержание холестерина в крови. Под влиянием постоянного тока возрастает фагоцитарная активность макрофагов и лейкоцитов, повышается активность гуморальных факторов неспецифического иммунитета, усиливается выработка антител.

Показания

  • лечение травм и заболеваний периферической нервной системы (плекситы, радикулиты, моно-, полинейропатии, невралгии и др.)
  • лечение травм и заболеваний центральной нервной системы (черепно-мозговые и спинно-мозговые травмы, растройства спинального и мозгового кровообращения, менингиты, энцефалиты, арахноидиты)
  • заболевания сердечно-сосудистой системы (вегето-сосудистая дистония, стенокардия, гипертоническая болезнь)
  • хронические воспалительные процессы в различных органах и тканях
  • заболевания суставов (хронические артриты, периартриты травматического, ревматического и обменного происхождения)

Законы действия постоянного тока на возбудимые ткани

1. Лекция №3 Законы действия постоянного тока на возбудимые ткани

2
Отличия локального
ответа от потенциала
действия:
Локальный ответ
1.
2.
3.
4.
5.

Eo
Возникает на
подпороговые
раздражители.
Не распространяется.
Не подчиняется
правилу
“Все или
ничего”.
Способен к суммации.
Возбудимость в
период локального
ответа повышена.
Если локальный ответ
достигнет уровня
критической
деполяризации, он
перерастает в
потенциал действия.
3
Основные электрофизиологические феномены в
нервном волокне
Аэт — анаэлектротон, КУД — критический уровень деполяризации, Кэт —
катэлектротон, ЛО — локальный (подпороговый активный) ответ, МПП —
мембранный потенциал покоя, ПД — потенциал действия, СП (отр и пол)
— следовые потенциалы отрицательный и положительный (временные
соотношения пика ПД и СП не выдержаны; отрицательный СП и
особенно положительный СП значительно длительнее).

4. 4 Отличие локального ответа от электротонического потенциала

мВ
+40
ПД
0
ЛО
КУД
ЭП
ПП
-80
мА
мс
2
4
6

5. 5 Локальные ответы и закон силы

Сила раздражителя в вольтах
0,5
1
1,0
1,5
2
3
2,0
4
0
Порог
Ек
Е0
— 90
1
2
3
4

7.

7 ЦИКЛ ХОДЖКИНА-ХАКСЛИ 7
ЦИКЛ
Раздражитель
ХОДЖКИНА-ХАКСЛИ
деполяризация мембраны
возрастание
входящего
Na+ — тока
повышение Na+
проницаемости
8
Изменение возбудимости клетки в
разные фазы ПД
а — мембранный
потенциал (исходная
возбудимость),
б — локальный ответ
(повышенная
возбудимость),
в — потенциал действия
(абсолютная и
относительная
рефрактерность),
г — следовая
деполяризация
(супернормальная
возбудимость),
д — следовая
гиперполяризация
(субнормальная
возбудимость)
СОСТОЯНИЕ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ
А
Na+
А
ИнА
ИнА
СОСТОЯНИЕ
ПОТЕНЦИАЛА
ПОКОЯ
СОСТОЯНИЕ
ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ
МЕМБРАНЫ
СПАЙК И
РЕПОЛЯРИЗАЦИЯ
МЕМБРАНЫ

10. 10 Полярный закон Пфлюгера

Возбуждение возникает в момент
замыкания цепи под катодом, а в
момент размыкания цепи под
анодом.

11.

11 Полярный закон действия тока – возбуждение возникает под катодом при замыкании и под анодом при размыкании тока Цепь событий, развивающихся под катодом
раздражающего тока:
пассивная деполяризация мембраны
повышение натриевой проницаемости
усиление потока Na++ внутрь волокна
активная деполяризация мембраны
локальный ответ
достижение критического уровня (Ек )
регенеративная деполяризация
потенциал действия (ПД).

12. 12 Пассивные изменения

КАТОД
АНОД
«-»
«+»
———————
——-+++——-++++
——

13. 13 Пассивные изменения

14. 14 Закон физиологического электротона

В момент замыкания цепи возбудимость и
проводимость под катодом
увеличиваются – катэлектротон;
а под анодом – уменьшаются –
анэлектротон;
При размыкании цепи возбудимость под
катодом уменьшается – обратный
катэлектротон;
а под анодом – увеличивается – обратный
анэлектротон.

15. 15 Катэлектротон и анэлектротон

16. 16 Катодическая депрессия Вериго (1889 г.)


При длительно
действующей
деполяризации током
мембраны, развиваются
процессы повышающие
критический уровень
деполяризации. Это связано
с развитием инактивации
натриевых каналов и
активации калиевых.
Одновременно с
увеличением порога,
происходит снижение
амплитуды ПД и крутизны
его нарастания.
17
Изменения возбудимости при
длительном действии катода
Катодическая депрессия
Вериго
Катодзамыкательное
возбуждение
Ек-2
Ек-1
Ео
замыкание
размыкание
18
Изменения возбудимости при
длительном действии анода
Ек-1
Ек-2
Ео
замыкание
размыкание

19. 19 Возникновение анод-размыкательного возбуждения

20. 20 Аккомодация

• Аккомодация (от лат. Accommodatioприспособление, приноровление)-общее
свойство возбудимых тканей.
• Аккомодация- повышение порога
возбуждения к медленно нарастающему или
постоянно действующему раздражителю.
• Закон крутизны нарастания раздражителя
(Законы раздражения): Чем выше крутизна
нарастания раздражителя во времени, тем
больше до известного предела величина
функционального ответа.

21. 21 Аккомодация

В основе аккомодации
лежит развитие
постепенной
инактивация
натриевых каналов и
повышение калиевой
проводимости,
возникающие во время
медленно нарастающей
деполяризации
мембраны.

22. 22 Парабиоз

Местное нераспростроняющееся и
углубляющееся во времени возбуждение.
Обнаружен Введенским при исследовании
способности
нерва
проводить
высокочастотные разряды импульсов после
воздействия на нерв различных химических
агентов.
В
дальнейшем
было
показано,
что
состояние
парабиоза
можно
вызвать
действием раздражителя любой природы.

23. 23 Парабиоз и его фазы

Парабиоз и его фазы
23
• Уравнительная
• Парадоксальная
• Тормозная
нерв
Nh5
сила раздражения (Гц)
• Введенский впервые обратил внимание на то, что
способность ткани воспроизводить задаваемый ритм
связана с ее функциональным состоянием –
лабильностью.
• Явление парабиоза широко распространено в
природе

зимняя
спячка
(анабиоз),
как
хладнокровных, так и теплокровных (медведи).
• Использование наркотических веществ позволяет
проводить многочасовые операции, а анестетики –
блокируют болевые ощущения.
• Открытие парабиоза, а затем пессимального
торможения, позволило Введенскому выдвинуть
положение о тормозных явлениях в нервах, как о
стойком нераспростроняющемся возбуждении.

27. Проведение возбуждения по нервному волокну

Законы проведения
возбуждения по нерву

28. 28 Образование миелинового волокна

29 Миелиновое нервное волокно
миелин
перехваты Ранвье
30 Скорость передачи сигнала по
нервным волокнам

32. В основе распространения возбуждения — возникновение местных токов между деполяризованным и покоящимся участками. Между различно заряжен

В основе распространения возбуждения — возникновение местных токов
между деполяризованным и покоящимся участками.
Между различно заряженными участками мембраны возникает локальный
ионный ток, который деполяризует мембрану до критического уровня. Причем
подпороговый деполяризующий мембрану ток идет по аксоплазме , то есть — изнутри.
В результате этой подпороговой деполяризации открываются Nа-каналы и
возрастает входящий Nа ток.
Отношение величины ПД к пороговому току называется фактором
надежности:
Амплитуда ПД, мВ
Величина Екр, мВ
Плотность Nа+-каналов в перехватах Ранвье: 10 000/мм2, что в 200 раз
больше, чем в нервном волокне гигатского аксона кальмара.
Входящий Nа+-ток, пронизывающий невозбужденную мембрану в
непосредственной близости от ее возбужденного участка в 5-6 раз выше
порогового тока. То есть фактор надежности настолько высок, что позволяет
перескакивать ПД через несколько перехватов Ранвье, при их блокаде
анестетиками.

33. 33 Законы проведения возбуждения по нерву

Законы проведения
возбуждения по нерву
33
1. Закон физиологической
непрерывности
2. Закон двустороннего проведения
3. Закон изолированного проведения
4. Закон бездекрементного
(незатухающего) проведения
возбуждения
5. Закон относительной неутомляемости
нерва (открыт Введенским)

34. 34 Двустороннее проведение возбуждения экспериментально доказано:

Двустороннее проведение
возбуждения экспериментально
доказано:
34
Бабухиным А.И. (1877) на
электрическом органе нильского
сома.
Кюне В. (1886) на икроножной
мышце лягушки.

35. 35 Опыт Бабухина А.И.

1
2
3
4
5
6

36. 36 Опыт Бабухина А.И.

1
2
3
разрез
4
разрез
5
6
раздражение

37. 37 Опыт Кюне В.

Опыт Кюне В.
37
разрез
разрез

38. 38 Классификация нервных волокон

• Волокна типа А (ά, β, δ) – мякотные
толстые моторные волокна, скорость
проведения возбуждения до 120
м/сек.
• Волокна типа В –тонкие мякотные
волокна, чаще чувствительные,
скорость проведения 3-18 м/сек.
• Волокна типа С – безмякотные,
вегетативные, скорость проведения
не больше 3 мсек.
39
Тип
Типы нервных волокон, их
свойства и функциональное
назначение
Диаметр
(мкм)
Миелинизация
Скорость
проведения
(м/с)
Функциональное назначение
А
12–20
сильная
70–120
Двигательные волокна соматической НС;
чувствительные волокна
проприорецепторов
А
5–12
сильная
30–70
Чувствительные волокна кожных
рецепторов
А
3–16
сильная
15–30
Чувствительные волокна
проприорецепторов
А
2–5
сильная
12–30
Чувствительные волокна терморецепторов,
ноцицепторов
В
1–3
слабая
3–15
Преганглионарные волокна симпатической
НС
С
0,3–1,3
отсутствует
0,5–2,3
Постганглионарные волокна
симпатической НС; чувствительные
волокна терморецепторов, ноцицепторов,
некоторых механорецепторов

Действие постоянного тока на возбудимые ткани

Закон физиологического электротона. При действии постоянного тока на возбудимую ткань возбудимость в области катода сперва повышается ( катэлектротон ), затем понижается ( обратный катэлектро-тон). В области анода возбудимость сперва понижается ( анэлектро-тон, затем повышается ( обратный анэлектротон ). [Стр.35]

Закон полярного действия. При действии постоянного тока на возбудимую ткань возбуждение возникает на полюсах при замыкании — в области катода, при размыкании — в области анода. [Стр.37]

Закон физиологического электротона действие постоянного тока на ткань сопровождается изменением ее возбудимости. Начальное прохождение постоянного тока через нерв или… [Стр.45]

В начале действия постоянного тока на ткань ее возбудимость под катодом… [Стр.35]

Возбудимость и возбуждение при действии постоянного тока на нервную и мышечную ткань… [Стр.32]

Рис. 263. Физиологический электротон. А — схема опыта Б — изменение мембранного потенциала (а), критического уровня деполяризации (б) и возбудимости (в) при действии на возбудимую ткань постоянного тока (стрелкой отмечено начало действия тока)…
Значение учения в механизме действия постоянного тока на возбудимые ткани, явление аккомодации и учения о парабиозе для практической медицины. [Стр.30]

Критерии оценки возбудимости пороговая сила, пороговое время. Действие постоянного тока на возбудимые ткани. Закон «все или ничего», закон «силы», полярный закон, электротон, катодическая депрессия, аккомодация. Закон «силы-времени» (реобаза, хронаксия). Лабильность. Парабиоз (Н.Е. Введенский). [Стр.7]

Действие постоянного тока на возбудимые ткани. Полярный закон раздражения. Электротонические явления в тканях. Катодическая депрессия. [Стр.45]

ТЕМА ДЕЙСТВИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ. АККОМОДАЦИЯ. ПАРОБИОЗ. [Стр.28]

Закон силы-времени раздражающее действие постоянного тока зависит не только от его величины, но и от времени, в течение которого он действует. Чем больше ток, тем меньше времени он должен действовать на возбудимые ткани, чтобы вызвать возбуждение (рис.З). [Стр.24]


Смотреть другие источники с термином Действие постоянного тока на возбудимые ткани: [Стр.98]    [Стр.88]    [Стр.34]    [Стр.32]    [Стр.33]    [Стр.109]    [Стр.13]    [Стр.34]    [Стр.34]    [Стр.35]    [Стр.32]    [Стр.33]    [Стр.98]    [Стр.88]    [Стр.34]    [Стр.32]    [Стр.33]    [Стр.109]    [Стр.13]    [Стр.34]    [Стр.34]    [Стр.35]    [Стр.32]    [Стр.33]    [Стр.67]    [Стр.25]    [Стр.31]    [Стр.55]    [Стр.49]    [Стр.32]    [Стр.11]    [Стр.32]    [Стр.45]    [Стр.643]    [Стр.266]    [Стр.45]    [Стр.417]    [Стр.326]    [Стр.109]    [Стр.151]    [Стр.411]   

Действие электрического тока на организм человека, причины электротравм

Проходя через тело человека, электрический ток может вызвать поражение внутренних или внешних органов.

При поражении внутренних органов может наступить паралич органов дыхания или фибриляция, что часто влечёт за собой смертельный исход.

При поражении внешних органов могут иметь место ожоги в результате прохождения через кожу человека значительных токов или в результате непосредственного воздействия электрической дуги.

Специфическая особенность проявления опасности электрического тока заключается в отсутствии каких-либо внешних признаков, предостерегающих человека об угрожающей ему опасности.

Рисунок 1. Электричество опасно, но не всегда.

Опасное действие электрического тока на организм человека зависит главным образом от величины тока, протекающего через тело человека, пути тока и длительности его воздействия.

Для разных людей и условий предельная величина опасного тока различна.

В среднем при длительном действии:

0,5 mA – ощущается человеком;

2 3 mA – появляется боль;

15 mA – резко выраженная судорога с трудно переносимой болью;

Степень воздействия эл. тока на человека в зависимости от последствий классифицируют:

Ощутимый ток – наименьшее значение тока, который ощущается человеком. 0,8 1,8 mA при переменном токе с частотой 50 Гц и 5 7 mA при постоянном токе. Но известны случаи, когда значительно меньшие токи повлекли смертельный исход.

Отпускающий ток – наибольшее (пороговое) значение тока, при котором человек сохраняет способность самостоятельно и произвольно освободиться от контакта с частями, находящимися под напряжением. 4 8 mA при f = 50 Гц, постоянный ток в 3,5 4 раза больше.

Не отпускающий ток – наименьшее значение тока, при котором человек теряет способность самостоятельно и произвольно освободиться от контакта с частями, находящимися под напряжением и, следовательно, подвергается смертельной опасности при длительном воздействии тока. Для переменного тока 50 Гц 8 16 mA, а постоянного тока — 50 80 mA.

Смертельный ток. Большинство специалистов оценивают этот ток на уровне 100 mA и более, однако исследования последних лет показывают, что порог смертельного тока может быть в 3 4 раза ниже.

Опасность поражения организма человека током зависит от продолжительности воздействия тока. Для определения предельного тока (допустимого) Международной электротехнической комиссией рекомендована формула:

Iдоп.=10+10/t mA

где t — длительность воздействия тока на человека, секунд. Формула справедлива при t > 0.1-0.2 с.

Для t<0.1 с.

Iдоп.=240/Vt, при t= 0.001-0.01 c.

Iдоп.=760/4Vt, при t= 0.01-0.1 c.  Предельно допустимые уровни напряжений прикосновений и токов при аварийном режиме производственных энергоустановок напряжением до и выше 1000В с глухо заземлённой или изолированной нейтралью регламентированы (в зависимости от t). Для электроустановок с изолированной нейтралью UДОП.ПР = 36В, IДОП = 6 mA при t>1 с и f = 50 Гц.

Кроме величины и длительности воздействия тока опасность поражения зависит также от: Пути тока; Рода и частоты тока;

Состояния организма и физиологических особенностей человека и ряда других второстепенных факторов;

Основными факторами, определяющими величину тока, проходящего через тело человека, являются сопротивление тела человека и величина приложенного к телу напряжения.

Сопротивление тела человека зависит от большого количества факторов:

  • места контакта,
  • размеров поверхности соприкосновения,
  • состояния кожи (толщина рогового слоя),
  • её влажности,
  • загрязнённости,
  • величины приложенного напряжения и протекающего тока, под действием которого сопротивление тела человека, обладающее нелинейностью, сильно меняется.

 При напряжении 20 30В сопротивление тела остаётся почти неизменным. С увеличением приложенного напряжения в пределах от 30 до 250В сопротивление тела резко уменьшается. При напряжении около 250В наступает резко выраженный электрический пробой кожи, при этом сопротивление снижается от нескольких десятков и даже сотен тысяч до 1000 Ом и ниже. При напряжении 40 45В и выше сопротивление тела человека уже мало зависит от состояния кожи и степени её увлажнённости.

В шахтных условиях, учитывая влажность, наличие токопроводящей пыли и повышенное потовыделение, следует принимать нижнюю границу сопротивления тела человека, т. е. 1000 Ом. По данным МГИ, при расчёте электроустановок карьеров на электробезопасность с учётом специфики условий труда и окружающей среды сопротивление тела человека следует принимать:

  • при напряжении U<1000В – 0,8 кОм,
  • при напряжении U>1000В – 0,5 кОм.

До последнего времени считалось, что наиболее опасен для человека эл. ток f = 50 60 Гц. Исследования показали, что с ростом частоты тока от 50 Гц до 15 кГц значения отпускающих токов возрастают за исключением частоты 200 Гц, которая может рассматриваться как наиболее физиологически активная. Зависимость отпускающих токов IОТП от f (в пределах 200 15000 Гц) выражается формулой:

Iотп.= k*Vf


где k 0,45 – коэффициент, зависящий от условий воздействия и площади контакта с токоведущими частями.

Статистические исследования электротравматизма в различных горнодобывающих отраслях выявили причинно-следственные связи с целым рядом факторов.

Величина рабочего напряжения

70 80% электротравм на карьерах произошли в электроустановках при U>1000В (6 кВ при переменном токе). Поэтому важнейшей проблемой остаётся борьба с однофазными замыканиями на землю в карьерных распределительных сетях U = 6 кВ.

Место происшествия и вид электрооборудования

Электротравмы на ВЛ, как правило, чаще, чем на КЛ. Поэтому важно разрабатывать рациональные схемы электроснабжения карьеров. Основное число электротравм приходится на персонал, обслуживающий РУ, ВЛ и КЛ 3 10 кВ, электрооборудование экскаваторов и электровозов, а также тяговые сети U>1000В. Значительное число несчастных случаев происходит при пусконаладочных и ремонтно-монтажных работах на РУ стационарных и передвижных подстанций, а также приключательных пунктах.

Профессии, возраст и производственный стаж пострадавших

Большинство электротравм приходится на электротехнический персонал при U>1000В. Более 50% пострадавших – работники в возрасте <32 лет. На работников со стажем работы <5 лет приходится >50% электротравм.

Время происшествия несчастных случаев

Для карьеров пики электротравматизма наступают в весенний, летний и осенний периоды (наибольший пик летом).

На уровень электротравм влияют факторы влияния и усталости. Наибольшее число электротравм происходит в часы смен, соответствующих началу и окончанию работ. Максимум электротравм приходится на первую (утреннюю) рабочую смену, когда выполняется наибольшее количество работ.

Основные причины электротравматизма.

1-я группа. 80 90% происходит в результате прикосновения к токоведущим частям электроустановок. Много травм при работах без снятия напряжения.

2-я группа. 20% электротравм при ошибочной подаче напряжения и неправильном отключении электроустановок. Прикосновение к нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением. Замыкания на корпус электроустановок вследствие ухудшения состояния изоляции.

Электротравмы происходят по нескольким причинам: организационным, техническим, психофизиологическим.

К организационным причинам относят обычно электротравму, связанную с невыполнением ПБ. К техническим причинам относят электротравму, связанную со снижением уровня изоляции, механическим повреждением и т. п.

На карьерах наибольшее число травм (более 70%) происходят по организационным причинам.

Для расчётов, связанных с обеспечением защиты от поражения электрическим током людей, соприкасающихся с электроустановками, необходимо знать предельную величину длительного безопасного тока , а также предельно безопасную величину напряжения прикосновения UПР. Существующие ПУЭ и ПБ не регламентируют ни предельной безопасной величины тока, ни допустимой величины напряжения прикосновения.

Во Франции для шахт установлены следующие предельно безопасные величины тока: при постоянном токе 50 mA, при переменном токе промышленной частоты – 25 mA.

В Англии и ФРГ за безопасное значение переменного тока в шахтах принимают 50 mA.

В РФ для угольных шахт «Правила изготовления взрывозащищённого и рудничного электрооборудования» (ПИВРЭ) предписывают как предельно безопасную величину длительного тока 30 mA, а при автоматической компенсации ёмкостной составляющей тока утечки – 25 mA.

«Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах» не регламентируют величину безопасного тока и напряжения прикосновения, однако предписывают автоматическую защиту от утечек тока и прикосновений к токоведущим частям, продолжительность действия которой не должна превышать 0,2 с.

Сопоставим это требование с таблицей RЧ = 700 Ом, IК.Б. = 250 mA, UПР = 175В (t=0,2c).

Таким образом, в шахтных условиях (при наличии защиты от утечек) ток 30 mA длительностью не выше 0,2 с тем более можно считать безопасным для человека.

Транскраниальная стимуляция постоянным током: план исследований, от механизма действия до клинического применения

  • Явари Ф., Джамиль А., Мосайеби Самани М., Видор Л.П., Ницше М.А. Основные и функциональные эффекты транскраниальной электростимуляции (ТЭС) — введение. Neurosci Biobehav Rev. 2018; 85:81–92.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Lefaucheur JP, Antal A, Ayache SS, Benninger DH, Brunelin J, Cogiamanian F, et al.Основанные на фактических данных рекомендации по терапевтическому использованию транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS). Клин Нейрофизиол. 2017; 128:56–92.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Mutz J, Edgcumbe DR, Brunoni AR, Fu CHY. Эффективность и приемлемость неинвазивной стимуляции мозга для лечения униполярной и биполярной депрессии у взрослых: систематический обзор и метаанализ рандомизированных плацебо-контролируемых исследований. Neurosci Biobehav Rev.2018;92:291–303.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Моффа А.Х., Брунони А.Р., Фрегни Ф., Палм Ю., Падберг Ф., Блумбергер Д.М. и др. Безопасность и приемлемость транскраниальной стимуляции постоянным током для неотложного лечения больших депрессивных эпизодов: анализ индивидуальных данных пациентов. J Аффективное расстройство. 2017; 221:1–5.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Апарисио Л.В.М., Гуариенти Ф., Разза Л.Б., Карвалью А.Ф., Френьи Ф., Брунони А.Р.Систематический обзор приемлемости и переносимости транскраниальной стимуляции постоянным током в нейропсихиатрических исследованиях. Мозговой стимул. 2016; 9: 671–81.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Фергюсон Дж.М. Антидепрессанты из группы СИОЗС: побочные эффекты и переносимость. Prim Care Companion J Clin Psychiatry. 2001; 3: 22–7.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Брунони А.Р., Ницше М.А., Болоньини Н., Биксон М., Вагнер Т., Мерабет Л. и др.Клинические исследования с транскраниальной стимуляцией постоянным током (tDCS): проблемы и будущие направления. Мозговой стимул. 2012;5:175–95.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Esmaeilpour Z, Marangolo P, Hampstead BM, Bestmann S, Galletta E, Knotkova H, et al. Неполные доказательства того, что увеличение силы тока tDCS улучшает результаты. Мозговой стимул. 2018;11:310–21.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Ворослакос М., Такеучи Ю., Бринички К., Зомбори Т., Олива А., Фернандес-Руис А. и др.Прямое влияние транскраниальной электрической стимуляции на мозговые цепи у крыс и людей. Нац коммун. 2018;9:483.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Хуанг Ю., Лю А.А., Лафон Б., Фридман Д., Даян М., Ван Х и др. Измерения и модели электрических полей в мозге человека in vivo при транскраниальной электростимуляции. Элиф. 2017; 6:e18834.

  • Opitz A, Falchier A, Yan CG, Yeagle EM, Linn GS, Megevand P, et al.Пространственно-временная структура внутричерепных электрических полей, индуцированных транскраниальной электрической стимуляцией у человека и нечеловеческих приматов. Научный доклад 2016; 6: 31236.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Джексон М.П., ​​Рахман А., Лафон Б., Кронберг Г., Линг Д., Парра Л.С. и др. Животные модели транскраниальной стимуляции постоянным током: методы и механизмы. Клин Нейрофизиол. 2016; 127:3425–54.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Реато Д., Рахман А., Биксон М., Парра Л.С.Электрическая стимуляция низкой интенсивности влияет на динамику сети, модулируя скорость популяции и время спайков. Дж. Нейроски. 2010;30:15067–79.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Лю А., Ворослакос М., Кронберг Г., Хенин С., Краузе М.Р., Хуанг Ю. и др. Непосредственные нейрофизиологические эффекты транскраниальной электростимуляции. Нац коммун. 2018;9:5092.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • McDonnell MD, Abbott D.Что такое стохастический резонанс? Определения, заблуждения, дебаты и их отношение к биологии. PLoS Comput Biol. 2009;5:e1000348.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Кронберг Г., Бриди М., Абель Т., Биксон М., Парра Л.С. Стимуляция постоянным током модулирует LTP и LTD: зависимость от активности и дендритные эффекты. Мозговой стимул. 2017;10:51–8.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Биксон М., Имя А., Рахман А.Происхождение специфичности во время tDCS: анатомические, избирательные по активности и механизмы смещения ввода. Передний шум нейронов. 2013;7:688.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Онтон Дж., Делорм А., Макейг С. Динамика фронтальной средней линии ЭЭГ во время рабочей памяти. Нейроизображение. 2005; 27: 341–56.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Симонсмейер Б.А., Грабнер Р.Х., Хайн Дж., Кренц У., Шнайдер М.Электрическая стимуляция мозга (tES) улучшает обучение больше, чем производительность: метаанализ. Neurosci Biobehav Rev. 2018; 84: 171–81.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Коэн МХ. Откуда берется ЭЭГ и что это значит? Тренды Нейроси. 2017;40:208–18.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Логотетис Н.К., Ванделл Б.А. Интерпретация ЖИРНОГО сигнала.Annu Rev Physiol. 2004; 66: 735–69.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Рауджи В., Чокка М., Захария А., Соарес Д., Труонг Д., Биксон М. и др. Изменения двигательной возбудимости при tDCS специфичны для направления тока. Мозговой стимул. 2018;11:289–98.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Алексейчук И., Диерс К., Паулюс В., Антал А.Транскраниальная электрическая стимуляция затылочной коры во время зрительного восприятия изменяет величину активности BOLD: комбинированный подход tES-fMRI. Нейроизображение. 2016; 140:110–7.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Fiori V, Kunz L, Kuhnke P, Marangolo P, Hartwigsen G. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) облегчает изучение глаголов, изменяя эффективную связь в здоровом мозгу. Нейроизображение. 2018;181:550–9.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Вебер М.Дж., Мессинг С.Б., Рао Х., Детре Дж.А., Томпсон-Шилль С.Л. Префронтальная транскраниальная стимуляция постоянным током изменяет активацию и связь в корковых и подкорковых системах вознаграждения: исследование tDCS-fMRI. Hum Brain Map. 2014; 35:3673–86.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Бунстра Т.В., Николин С., Мейзенер А.С., Мартин Д.М., Лоо К.К.Изменение средней частоты электроэнцефалографии в состоянии покоя после транскраниальной стимуляции постоянным током. Передний шум нейронов. 2016;10:270.

    ПабМед ПабМед Центральный Google ученый

  • Wilson TW, McDermott TJ, Mills MS, Coolidge NM, Heinrichs-Graham E. tDCS модулирует визуальные гамма-колебания и базальную альфа-активность в затылочной коре: данные MEG. Кора головного мозга. 2018;28:1597–609.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Хэнли СиДжей, Сингх К.Д., МакГонигл ДиДжей.Транскраниальная модуляция колебательных ответов мозга: параллельное исследование tDCS-MEG. Нейроизображение. 2016;140:20–32.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Маршалл Т.Р., Эстерер С., Херринг Дж.Д., Бергманн Т.О., Дженсен О. О взаимосвязи между возбудимостью коры и зрительными колебательными реакциями — параллельное исследование tDCS-MEG. Нейроизображение. 2016; 140:41–9.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Рейнхарт Р.М., Чжу Дж., Парк С., Вудман Г.Ф.Синхронизация тета-колебаний со стимуляцией постоянным током усиливает адаптивный контроль в человеческом мозгу. Proc Natl Acad Sci USA. 2015; 112:9448–53.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Макдермотт Т.Дж., Висман А.И., Миллс М.С., Спунер Р.К., Кулидж Н.М., Просковец А.Л. и др. tDCS модулирует поведенческие характеристики и динамику нейронных колебаний, обслуживая зрительное избирательное внимание. Hum Brain Map. 2019;40:729–40.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Choe J, Coffman BA, Bergstedt DT, Ziegler MD, Phillips ME. Транскраниальная стимуляция постоянным током модулирует нейронную активность и обучение при обучении пилотов. Передний шум нейронов. 2016;10:34.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Будевин М., Робертс Б.М., Мизрак Э., Ранганат С., Картер С.С.Префронтальная транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) усиливает поведенческие и ЭЭГ-маркеры проактивного контроля. Cogn Neurosci. 2018;10:57–65.

  • Фрайс П. Механизм когнитивной динамики: нейронная связь через нейронную когерентность. Тенденции Cogn Sci. 2005; 9: 474–80.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Сигел М., Доннер Т.Х., Энгель А.К. Спектральные отпечатки крупномасштабных нейронных взаимодействий.Нат Рев Нейроски. 2012;13:121–34.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Хьяфил А., Жиро А.Л., Фонтолан Л., Гуткин Б. Нейронная кросс-частотная связь: соединяющие архитектуры, механизмы и функции. Тренды Нейроси. 2015;38:725–40.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Бужаки Г., Шомбург Э.В. Что гамма-когерентность говорит нам о межрегиональной нейронной коммуникации? Нат Нейроски.2015;18:484–9.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Fischer DB, Fried PJ, Ruffini G, Ripolles O, Salvador R, Banus J, et al. Мультифокальная tDCS, нацеленная на двигательную сеть в состоянии покоя, повышает возбудимость коры по сравнению с традиционной tDCS, нацеленной на одностороннюю моторную кору. Нейроизображение. 2017; 157:34–44.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Имбургио М.Дж., Орр Дж.М.Влияние префронтальной tDCS на исполнительную функцию: методологические соображения, выявленные в результате метаанализа. Нейропсихология. 2018;117:156–66.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Рейнхарт Р.М., Косман Д.Д., Фукуда К., Вудман Г.Ф. Использование транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) для понимания когнитивной обработки. Atten Percept Psychophys. 2017;79:3–23.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Дмоховски Дж.П., Датта А., Биксон М., Су Ю., Парра Л.С.Оптимизированная мультиэлектродная стимуляция увеличивает фокус и интенсивность воздействия на цель. Дж. Нейронная инженерия. 2011;8:046011.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Battaglini L, Noventa S, Casco C. Анодальная и катодная электрическая стимуляция над V5 улучшает восприятие движения за счет усиления сигнала и снижения шума. Мозговой стимул. 2017;10:773–9.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Zito GA, Senti T, Cazzoli D, Muri RM, Mosimann UP, Nyffeler T, et al.Катодная HD-tDCS на правом V5 улучшает восприятие движения у людей. Фронт Behav Neurosci. 2015;9:257.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Шуц Д., Иоаннидис Дж.П. Эмпирическая оценка опубликованных размеров и силы эффекта в недавней литературе по когнитивной нейробиологии и психологии. PLoS биол. 2017;15:e2000797.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Коллинг Л.Дж., Шуц Д.Статистический вывод и кризис репликации. Преподобный Филос Психол. 2018 г. https://doi.org/10.1007/s13164-018-0421-4.

  • Медина Дж., Кейсон С. Нет доказательной ценности в образцах транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) исследований познания и рабочей памяти у здоровых людей. кора. 2017;94:131–41.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Horvath JC, Forte JD, Carter O. Количественный обзор не обнаружил доказательств когнитивных эффектов у здоровых людей от однократной транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS).Мозговой стимул. 2015; 8: 535–50.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Мерон Д., Хеджер Н., Гарнер М., Болдуин Д.С. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) при лечении депрессии: систематический обзор и метаанализ эффективности и переносимости. Neurosci Biobehav Rev. 2015; 57:46–62.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Ницше М.А., Биксон М., Бестманн С.по использованию метаанализа в нейромодулирующей неинвазивной стимуляции мозга. Мозговой стимул. 2015; 8: 666–7.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Сантарнекки Э., Брем А.К., Левенбаум Э., Томпсон Т., Кадош Р.К., Паскуаль-Леоне А. Улучшение когнитивных функций с помощью транскраниальной электрической стимуляции. Curr Opin Behav Sci. 2015;4:171–8.

    Артикул Google ученый

  • Filmer HL, Dux PE, Mattingley JB.Применение транскраниальной стимуляции постоянным током для понимания функции мозга. Тренды Нейроси. 2014; 37: 742–53.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Filmer HL, Varghese E, Hawkins GE, Mattingley JB, Dux PE. Улучшение внимания и принятия решений после комбинированной поведенческой тренировки и стимуляции мозга. Кора головного мозга. 2017;27:3675–82.

    ПабМед Google ученый

  • Smith RC, Boules S, Mattiuz S, Youssef M, Tobe RH, Sershen H, et al.Влияние транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) на познание, симптомы и курение при шизофрении: рандомизированное контролируемое исследование. Шизофр Рез. 2015;168:260–6.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Хой К.Е., Бейли Н.В., Арнольд С.Л., Фицджеральд П.Б. Влияние транскраниальной стимуляции постоянным током на гамма-активность и рабочую память при шизофрении. Психиатрия рез. 2015; 228:191–6.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Vercammen A, Rushby JA, Loo C, Short B, Weickert CS, Weickert TW.Транскраниальная стимуляция постоянным током влияет на вероятностное ассоциативное обучение при шизофрении. Шизофр Рез. 2011; 131:198–205.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Фридман Н.П., Мияке А., Корли Р.П., Янг С.Е., Дефрис Дж.К., Хьюитт Дж.К. Не все исполнительные функции связаны с интеллектом. Психологические науки. 2006; 17: 172–9.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Barch DM, Moore H, Nee DE, Manoach DS, Luck SJ.Выбор биомаркеров визуализации CNTRICS: рабочая память. Шизофр Булл. 2012; 38:43–52.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Манкузо Л.Е., Илиева И.П., Гамильтон Р.Х., Фарах М.Дж. Улучшает ли транскраниальная стимуляция постоянным током здоровую рабочую память?: метааналитический обзор. J Cogn Neurosci. 2016;28:1063–89.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Рейнхарт РМГ.Нарушение и спасение межпространственной тета-фазовой связи и адаптивного поведения. Proc Natl Acad Sci USA. 2017; 114:11542–7.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Jacobson L, Javitt DC, Lavidor M. Активация торможения: уменьшение импульсивного поведения путем стимуляции постоянным током нижней лобной извилины. J Cogn Neurosci. 2011;23:3380–7.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Li LM, Violante IR, Leech R, Hampshire A, Opitz A, McArthur D, et al.Когнитивное улучшение с помощью электрической стимуляции значимой сети зависит от структурной связности сети. Нейроизображение. 2019;185:425–33.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Вергаллито А., Рива П., Писони А., Ромеро Лауро Л.Дж. Модуляция негативных эмоций через анодную tDCS в правой вентролатеральной префронтальной коре. Нейропсихология. 2018;119:128–35.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Ironside M, Browning M, Ansari TL, Harvey CJ, Sekyi-Djan MN, Bishop SJ et al.Влияние стимуляции префронтальной коры на регуляцию реакции миндалевидного тела на угрозу у лиц с личностной тревожностью: рандомизированное клиническое исследование. Джама Психиатрия. 2018;76:71–78.

  • Brevet-Aeby C, Brunelin J, Iceta S, Padovan C, Poulet E. Префронтальная кора и импульсивность: интерес к неинвазивной стимуляции мозга. Neurosci Biobehav Rev. 2016; 71:112–34.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Лундквист М., Герман П., Ланснер А.Тета- и гамма-мощность увеличивается, а альфа/бета-мощность уменьшается с нагрузкой на память в модели сети аттракторов. J Cogn Neurosci. 2011;23:3008–20.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Compte A, Brunel N, Goldman-Rakic ​​PS, Wang XJ. Синаптические механизмы и сетевая динамика, лежащие в основе пространственной рабочей памяти в модели корковой сети. Кора головного мозга. 2000;10:910–23.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Хартвигсен Г.Гибкое перераспределение в когнитивных сетях. Тенденции Cogn Sci. 2018;22:687–98.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Брунони А.Р., Моффа А.Х., Фрегни Ф., Палм Ю., Падберг Ф., Блумбергер Д.М. и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током при острых больших депрессивных эпизодах: метаанализ данных отдельных пациентов. Бр Дж. Психиатрия. 2016; 208: 522–31.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Shiozawa P, Fregni F, Bensenor IM, Lotufo PA, Berlim MT, Daskalakis JZ, et al.Транскраниальная стимуляция постоянным током при большой депрессии: обновленный систематический обзор и метаанализ. Int J Neuropsychopharmacol. 2014;17:1443–52.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Брунони А.Р., Моффа А.Х., Сампайо-Джуниор Б., Боррионе Л., Морено М.Л., Фернандес Р.А. и др. Испытание электрической терапии постоянным током в сравнении с эсциталопрамом при депрессии. N Engl J Med. 2017; 376: 2523–33.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Брунони А.Р., Валиенго Л., Баккаро А., Занао Т.А., де Оливейра Дж.Ф., Гуларт А. и др.Сертралин по сравнению с терапией электрическим током для лечения депрессии: клиническое исследование: результаты факторного, рандомизированного, контролируемого исследования. Джама Психиатрия. 2013;70:383–91.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Loo CK, Husain MM, McDonald WM, Aaronson S, O’Reardon JP, Alonzo A, et al. Международное рандомизированное контролируемое исследование транскраниальной стимуляции постоянным током при депрессии. Мозговой стимул. 2018;11:125–33.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Rock PL, Roiser JP, Riedel WJ, Blackwell AD. Когнитивные нарушения при депрессии: систематический обзор и метаанализ. Психомед. 2014;44:2029–40.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Martin DM, Teng JZ, Lo TY, Alonzo A, Goh T, Iacoviello BM и др. Клиническое пилотное исследование транскраниальной стимуляции постоянным током в сочетании с когнитивно-эмоциональной тренировкой при лекарственно-резистентной депрессии.J Аффективное расстройство. 2018; 232:89–95.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Wolkenstein L, Plewnia C. Улучшение когнитивного контроля при депрессии с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током. Биол психиатрия. 2013;73:646–51.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Брунони А.Р., Богджио П.С., Де Рэдт Р., Бенсенор И.М., Лотуфо П.А., Намюр В. и др.Терапия когнитивного контроля и транскраниальная стимуляция постоянным током при депрессии: рандомизированное двойное слепое контролируемое исследование. J Аффективное расстройство. 2014; 162:43–9.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Сегрейв Р.А., Арнольд С., Хой К., Фицджеральд П.Б. Параллельное обучение когнитивному контролю усиливает антидепрессивную эффективность tDCS: пилотное исследование. Мозговой стимул. 2014;7:325–31.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Oliveira JF, Zanao TA, Valiengo L, Lotufo PA, Bensenor IM, Fregni F, et al.Резкое улучшение рабочей памяти после tDCS у пациентов без антидепрессантов с большим депрессивным расстройством. Нейроски Летт. 2013; 537: 60–4.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Пауэлл Т.Ю., Бунстра Т.В., Мартин Д.М., Лу К.К., Брейкспир М. Модуляция активности коры путем транскраниальной стимуляции постоянным током у пациентов с аффективным расстройством. ПЛОС ОДИН. 2014;9:e98503.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Мартин Д.М., Моффа А., Николин С., Беннаби Д., Брунони А.Р., Фланнери В. и др.Когнитивные эффекты лечения транскраниальной стимуляцией постоянным током у пациентов с большим депрессивным расстройством: метаанализ данных отдельных пациентов в рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях. Neurosci Biobehav Rev. 2018; 90:137–45.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Vanderhasselt MA, Brunoni AR, Loeys T, Boggio PS, De Raedt R. Nosce te ipsum-Socrates revisited? Контроль мгновенных руминативных самореферентных мыслей путем нейромодуляции эмоциональной рабочей памяти.Нейропсихология. 2013;51:2581–9.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Леш Т.А., Ниендам Т.А., Минценберг М.Дж., Картер К.С. Дефицит когнитивного контроля при шизофрении: механизмы и значение. Нейропсихофармакология. 2011;36:316–38.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Mondino M, Jardri R, Suaud-Chagny MF, Saoud M, Poulet E, Brunelin J. Влияние лобно-височной транскраниальной стимуляции постоянным током на слуховые вербальные галлюцинации и функциональную связность левого височно-теменного соединения в состоянии покоя у больных шизофренией.Шизофр Булл. 2016;42:318–26.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Brunelin J, Mondino M, Gassab L, Haesebaert F, Gaha L, Suaud-Chagny MF, et al. Изучение транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) в качестве лечения галлюцинаций при шизофрении. Am J Психиатрия. 2012; 169:719–24.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Фитцджеральд П.Б., Маккуин С., Даскалакис З.Дж., Хой К.Е.Отрицательное пилотное исследование ежедневной бимодальной транскраниальной стимуляции постоянным током при шизофрении. Мозговой стимул. 2014;7:813–6.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Кекич М., Бойсен Э., Кэмпбелл И.С., Шмидт У. Систематический обзор клинической эффективности транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) при психических расстройствах. J Psychiatr Res. 2016;74:70–86.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Моффа А.Х., Брунони А.Р., Николин С., Лоо К.К.Транскраниальная стимуляция постоянным током при психических расстройствах: всесторонний обзор. Психиатр Clin North Am. 2018;41:447–63.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Френьи Ф., Лигуори П., Фекто С., Ницше М.А., Паскуаль-Леоне А., Боджио П.С. Корковая стимуляция префронтальной коры с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током снижает тягу к курению, спровоцированную сигналом: рандомизированное, ложно-контролируемое исследование. Дж. Клин Психиатрия.2008; 69: 32–40.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Боджио П.С., Султани Н., Фекто С., Мерабет Л., Мекка Т., Паскуаль-Леоне А. и др. Модуляция префронтальной коры с использованием транскраниальной стимуляции постоянного тока снижает тягу к алкоголю: двойное слепое исследование с ложным контролем. Наркотики Алкогольная зависимость. 2008;92:55–60.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Батиста Э.К., Клаусс Дж., Фрегни Ф., Ницше М.А., Накамура-Паласиос Э.М.Рандомизированное плацебо-контролируемое исследование целенаправленной модуляции префронтальной коры с помощью двусторонней tDCS у пациентов с зависимостью от кокаина. Int J Neuropsychopharmacol. 2015;18:pyv066.

  • Boggio PS, Zaghi S, Villani AB, Fecteau S, Pascual-Leone A, Fregni F. Модуляция риска у потребителей марихуаны с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC). Наркотики Алкогольная зависимость. 2010;112:220–5.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Шахбабаие А., Голесорхи М., Заманян Б., Эбрахимпур М., Кешвари Ф., Неджати В. и др.Зависящий от состояния эффект транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) на тягу к метамфетамину. Int J Neuropsychopharmacol. 2014;17:1591–8.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • da Silva MC, Conti CL, Klauss J, Alves LG, do Nascimento Cavalcante HM, Fregni F, et al. Поведенческие эффекты транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) индуцировали пластичность дорсолатеральной префронтальной коры при алкогольной зависимости.J Физиол Париж. 2013; 107: 493–502.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Берлоу Ю.А., Зандвакили А., Карпентер Л.Л., Филип Н.С. Транскраниальная стимуляция постоянным током при униполярной депрессии и риске лечения эмерджентной мании: обновленный метаанализ. Мозговой стимул. 2019;12:1066–8.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Хорват Дж. К., Картер О., Форте Дж. Д.Транскраниальная стимуляция постоянным током: пять важных вопросов, которые мы не обсуждаем (но, вероятно, должны обсуждать). Фронт Сист Нейроци. 2014;8:2.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • McIntosh RD. Исследовательские отчеты: новый тип статей для коры. кора. 2017; 96:А1–А4.

    Артикул Google ученый

  • Civile C, McLaren R, McLaren IPL.Как мы можем изменить ваше мнение: анодная tDCS в Fp3 изменяет представление человеческого стимула и обучение. Нейропсихология. 2018;119:241–6.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Minarik T, Berger B, Althaus L, Bader V, Biebl B, Brotzeller F, et al. Важность размера выборки для воспроизводимости эффектов tDCS. Передний шум нейронов. 2016;10:453.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Джалали Р., Миалл Р.С., Галеа Дж.М.Отсутствует стойкий эффект транскраниальной стимуляции мозжечка постоянным током на зрительно-моторную адаптацию. J Нейрофизиол. 2017; 118: 655–65.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Вудс А.Дж., Антал А., Биксон М., Боггио П.С., Брунони А.Р., Сельник П. и др. Техническое руководство по tDCS и связанным с ними инструментам неинвазивной стимуляции мозга. Клин Нейрофизиол. 2016; 127:1031–48.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Фрид Э.И.52 симптома большой депрессии: отсутствие содержания перекрываются между семью распространенными шкалами депрессии. J Аффективное расстройство. 2017; 208:191–7.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Phillips ML, Chase HW, Sheline YI, Etkin A, Almeida JR, Deckersbach T, et al. Выявление предикторов, модераторов и медиаторов реакции на антидепрессанты при большом депрессивном расстройстве: подходы нейровизуализации. Am J Психиатрия. 2015; 172:124–38.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Дункан Дж.Модель адаптивного кодирования нейронной функции в префронтальной коре. Нат Рев Нейроски. 2001; 2: 820–9.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Тонони Г., Спорнс О., Эдельман Г.М. Меры вырожденности и избыточности в биологических сетях. Proc Natl Acad Sci USA. 1999;96:3257–62.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Харти С., Селла Ф., Коэн Кадош Р.Разум мозг: посредническая и модерирующая роль нейрофизиологии. Тенденции Cogn Sci. 2017;21:2–5.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Радман Т., Рамос Р.Л., Брумберг Дж.С., Биксон М. Роль типа и морфологии корковых клеток в подпороговой и надпороговой стимуляции однородным электрическим полем in vitro. Мозговой стимул. 2009;2:215–28. 228 е211-213.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Карп Дж.О множестве (методологических) миров: оценка аналитической гибкости экспериментов FMRI. Фронтальные нейроски. 2012;6:149.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Аль-Кайси А.М., Аль-Ани А., Лу К.К., Пауэлл Т.И., Мартин Д.М., Брейкспир М. и др. Прогнозирование результатов лечения tDCS у пациентов с большим депрессивным расстройством с использованием автоматизированной классификации ЭЭГ. J Аффективное расстройство. 2017; 208: 597–603.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Д’Урсо Г., Делл’Оссо Б., Росси Р., Брунони А.Р., Бортоломаси М., Ферруччи Р. и др.Клинические предикторы острого ответа на транскраниальную стимуляцию постоянным током (tDCS) при большой депрессии. J Аффективное расстройство. 2017;219:25–30.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Транскраниальная стимуляция постоянным током – обзор

    2.2 Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) при инсульте у взрослых

    различных проводящих электродов (пропитанные физиологическим раствором губчатые электроды, кольцевые электроды с проводящим гелем или гидрогели), которые помещаются непосредственно на кожу головы и обеспечивают низкий уровень электричества (DaSilva et al., 2011; Вудс и др., 2016). tDCS стал широко использоваться при многих нервно-психических расстройствах из-за его низкой стоимости и простоты применения (Bikson et al., 2018; Lefaucheur et al., 2017). tDCS также может безопасно использоваться дома, что делает его особенно привлекательным (Bikson et al., 2020; Charvet et al., 2015; Dobbs et al., 2018; Kasschau et al., 2016). Основным соображением безопасности для tDCS является преходящее и легкое раздражение кожи (например, покалывание) (Antal et al., 2017; Bikson et al., 2016; Krishnan et al., 2015) и транзиторная эритема (Ezquerro et al., 2017). Длительное раздражение кожи (например, ожоги) не является ожидаемым побочным эффектом tDCS при использовании стандартных протоколов и соответствующего оборудования (Woods et al., 2016). Консенсус в отношении безопасности и переносимости tDCS был хорошо продемонстрирован у пациентов с черепно-мозговой травмой как у взрослых (Russo et al., 2017), так и у детей (Bikson et al., 2016; Zewdie et al., 2020).

    Конкретная полярность электродов tDCS, прикрепленных к коже головы (анод или катод), является важным фактором, влияющим на результаты.Предполагается, что на базовом уровне возбуждение мозга происходит под анодным электродом (анодная tDCS) или торможение мозга происходит под катодным электродом (катодная tDCS) (Nitsche and Paulus, 2001). Однако для tDCS всегда требуются анод и катод, поэтому «анодная tDCS» и «катодная tDCS», используемые в литературе и в этом обзоре, отражают утверждение гипотезы (Bikson et al., 2019), а именно то, что является мишенью мозга. и если его ближе к аноду и катоду. В целом предполагается, что анодная tDCS возбуждает подлежащую кору, а катодная tDCS подавляет подлежащую кору.Это происходит из ранней клинической нейрофизиологии (Nitsche and Paulus, 2000) и исследований на животных (Bindman et al., 1964; Giordano et al., 2017; Jackson et al., 2016). Однако продолжающиеся исследования показали, что любая полярность tDCS может вызывать возбуждающие или тормозящие эффекты в зависимости от дозы стимуляции и того, какие мозговые процессы исследуются (Agboada et al., 2019; Batsikadze et al., 2013; Bikson et al., 2004). .

    Несмотря на приведенные выше предостережения, направленность тока является важным фактором при администрировании tDCS, поскольку подходы требуют проектирования места размещения анода и катода.Без учета извилин (складок) поверхности коры (Rahman et al., 2017) ток под анодом поступает в мозг, а ток под катодом выходит из мозга (Datta et al., 2008; Faria et al., 2011) . Этот поляризующий ток может повышать (анодально/внутрь) и снижать (катодно/наружу) возбудимость нейронов (Lafon et al., 2017; Liu et al., 2019; Radman et al., 2007). Поляризация, вызванная tDCS, слабая (~ 1 мВ) и сохраняется в течение продолжительного времени, чтобы модулировать текущую пластичность (Fritsch et al., 2010; Кронберг и др., 2017; Сан и др., 2016). Это служит механистическим субстратом для tDCS, делая реабилитационную тренировку более эффективной: поскольку tDCS на клеточном уровне «повышает» -специфическую нейропластичность , активируемую тренировкой (Kronberg et al., 2020).

    Исследователи сравнили катодную и анодную tDCS, и обе показали эффективность у взрослых участников инсульта (Khedr et al., 2013). Батлер и его коллеги провели метаанализ влияния анодной tDCS на восстановление моторики верхних конечностей в восьми рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях (Butler et al., 2013). Результаты показывают, что при сравнении оценок функциональных результатов участников до и после вмешательства NIBS анодная tDCS по сравнению с пораженным M1 оказывает влияние на улучшение двигательной функции от небольшого до умеренного. В одном из исследований (Kim et al., 2009) 10 участников с подострым инсультом получали либо активную анодную tDCS, либо имитацию над ипсилезиональным полушарием в течение 20 минут, а также задания на двигательную активность (ускорение пальцев и тест Box and Block (BBT)) паретическую руку оценивали до, во время и после стимуляции.Участники, получившие активную анодную tDCS, значительно улучшили выполнение двигательной задачи, и улучшения сохранялись после стимуляции (30 минут для ускорения пальцев и 60 минут для BBT) (Kim et al., 2009).

    Катодная tDCS в противоположном полушарии также исследовалась при инсульте у взрослых. В одном исследовании оценивалось влияние катодной tDCS на приобретение двигательных навыков у 12 участников с подкорковым инсультом. Результаты показали, что два катодных сеанса tDCS (1.0 мА в течение 20 минут) улучшало обучение новому двигательному навыку по сравнению с имитацией, и что существовала значительная корреляция между улучшением моторики, вызванным tDCS, и изменениями интракортикального торможения, вызванного tDCS (Zimerman et al., 2012).

    Исследователи обнаружили, что сочетание tDCS с программами двигательной реабилитации способствует улучшению двигательной функции по сравнению с только двигательной тренировкой (Chang et al., 2015; Lefebvre et al., 2013). Кроме того, появилась двухполушарная или двойная tDCS, которая сочетает в себе две формы и может способствовать еще большему функциональному восстановлению.Двойная tDCS состоит из анода, расположенного над ипсильсиональным полушарием, и катода на противоположном полушарии. Линденберг и его коллеги исследовали влияние двойной tDCS в сочетании с физической и трудовой терапией на двигательную функцию после инсульта. Участники получали либо активную, либо фиктивную двухполушарную tDCS (1,5 мА, 30 мин) в сочетании с физической/эрготерапией (60 мин) в течение пяти последовательных сеансов. В группе активной tDCS наблюдалось значительно более выраженное улучшение двигательной функции верхних конечностей (на основании результатов тестов Фугила-Мейера и Вольфа) по сравнению с группой, получавшей имитацию (Lindenberg et al., 2010). В настоящее время большинство исследований, изучающих tDCS при инсульте у взрослых, касаются верхней двигательной функции, и лишь небольшое количество исследований оценивает функцию нижних конечностей и походку. Klomjai и его коллеги стремились изучить влияние одного сеанса двойной tDCS на двигательную функцию нижних конечностей. Участники получали активную двойную tDCS (2 мА, 20 мин) перед обычным физиотерапевтическим лечением. Результаты показывают, что двойная tDCS за один сеанс до физиотерапии улучшала функцию нижних конечностей, но не увеличивала силовые показатели (Klomjai et al., 2018). В целом, tDCS показала себя многообещающе у взрослого населения, но необходимы дополнительные исследования для изучения долгосрочных эффектов этого вмешательства.

    Влияние стимуляции мозга постоянным током на когнитивные функции — Полный текст

    В этом исследовании будет изучено влияние электрической поляризации мозга постоянным током на скорость мышления, время реакции, настроение и мозговые волны у здоровых людей. Результаты предоставят информацию для разработки дальнейших исследований по изучению безопасности и эффективности этого метода при лечении определенных заболеваний головного мозга, связанных с нарушением когнитивных функций (обработки мыслей).Исследование состоит из трех экспериментов; участники примут участие в одном или двух экспериментах.

    Право на участие в этом исследовании могут иметь здоровые праворукие добровольцы в возрасте от 18 до 80 лет, имеющие 12 или более лет образования. Кандидаты будут проверены с медицинским и образовательным анамнезом и кратким неврологическим обследованием. Участники экспериментов 2 и 3 также будут проверены с помощью теста на беглость речи, в котором их попросят произнести как можно больше слов, начинающихся с определенных букв, за 1 минуту.

    Участники должны пройти следующие процедуры для эксперимента(ов), в котором они участвуют:

    Эксперимент 1

    Во время спокойного отдыха субъекты получают 20-минутную стимуляцию слабым электрическим током или имитацию стимуляции без тока. Для стимуляции на голову накладывают две марлевые подушечки, пропитанные раствором проводящей соли, одну на левую сторону и одну над правым глазом. Ток проходит между электродами и может вызвать зуд или покалывание под электродами.До и после стимуляции оценивали реакцию участника, проверенную временем, двигая пальцем как можно быстрее на звук тона, и настроение. У некоторых участников во время эксперимента также снимается электроэнцефалограмма или ЭЭГ (запись мозговых волн). После стимуляции участники проходят два коротких теста на скорость мышления, а тесты на настроение и время реакции повторяются.

    Эксперимент 2

    Участник сидит в кресле с электродами, прикрепленными к мышцам, контролирующим движение пальца правой руки.Время реакции проверяется, как описано в эксперименте 1. Затем используется транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) для проверки активности моторной коры головного мозга (часть мозга, которая контролирует движение). Для ТМС катушка с изолированным проводом помещается на кожу головы субъекта. Кратковременный электрический ток проходит через катушку, создавая магнитный импульс, который проходит через скальп и череп и вызывает небольшие электрические токи в коре головного мозга. Стимуляция может вызвать подергивание правой кисти или руки или вызвать легкое ощущение щелчка на коже головы.Во время стимуляции электрическая активность мышц правой руки регистрируется на компьютере. После ТМС применяется стимуляция постоянным током, как описано в эксперименте 1. Стимуляцию начинают с низкого уровня, а затем повторяют ТМС и стимуляцию постоянным током на все более высоких уровнях. Это продолжается до тех пор, пока не появится явный эффект на реакцию мышц на магнитные импульсы или пока стимуляция не станет неудобной. По окончании электрической стимуляции снова проверяют время реакции.

    Эксперимент 3

    В этом эксперименте используется средний уровень постоянного тока, который вызвал изменение размера ответов на магнитную стимуляцию в эксперименте 2. Скорость мышления и время реакции проверяются во время стимуляции постоянным током, а тест настроения проводится до и во время стимуляции. В этом тесте не используется запись ТМС или ЭЭГ.

    Прохождение слабых постоянных токов через голову (постоянная поляризация) проводилось веками с различными эффектами.Однако многие отчеты и исследования воздействия постоянного тока на человека являются архаичными, анекдотичными, неконтролируемыми или научно необоснованными. Недавно объективными средствами в контролируемых экспериментах было показано, что этот тип лечения оказывает сильное и продолжительное воздействие на возбудимость моторной коры у здоровых людей. Эксперименты in vitro и на животных мало что рассказали о механизме этого эффекта, но также не было обнаружено убедительных доказательств токсичности в умеренных дозах. Поэтому нас интересует, можно ли использовать этот тип лечения для улучшения когнитивной обработки у людей с поражениями головного мозга, особенно префронтальной коры.Цель этого проекта состоит в том, чтобы подготовить почву для клинических испытаний, начав устанавливать безопасность этого метода на людях, а затем искать предварительные доказательства потенциально полезных эффектов на когнитивные функции при воздействии умеренных доз на префронтальную кору. Во-первых, мы предлагаем проверить безопасность 20-минутного анодного и катодного постоянного тока, приложенного к левой префронтальной области, при 1 мВ, путем поиска влияния на клиническом уровне на беглость речи, скорость когнитивной обработки, ЭЭГ, настроение или скорость двигательной реакции после контакт.Продолжительность воздействия в этом исследовании будет соответствовать времени, необходимому для сбора предварительных данных об эффективности у здоровых людей и пациентов. Затем, в исследовании по подбору дозы, мы предлагаем найти анодную силу постоянного тока, необходимую для получения отчетливого эффекта на возбудимость, измеряемую увеличением амплитуды моторного вызванного потенциала на транскраниальную магнитную стимуляцию. Затем, если в первых двух исследованиях не было значительных побочных эффектов, предварительное исследование эффективности будет искать различия в этих показателях между группами, получавшими анодный, катодный и фиктивный ДК левой префронтальной коры во время стимуляции.

    Механизмы острого и последействия транскраниальной стимуляции постоянным током

    ‘) var head = document.getElementsByTagName(«head»)[0] var script = document.createElement(«сценарий») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://купить.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = subscribe.querySelector(«.цена опциона на покупку») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.селектор запросов(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный переключать.setAttribute(«расширенная ария», !расширенная) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

    Применение транскраниальной стимуляции постоянным током в психиатрии — Полный текст — Нейропсихобиология 2020, Том.79, № 6

    Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) представляет собой метод нейромодуляции, который неинвазивно изменяет возбудимость коры с помощью слабых поляризующих токов между двумя электродами, размещенными на коже головы. Поскольку tDCS сравнительно прост в обращении, дешев в использовании и относительно хорошо переносится, в последние годы интерес к tDCS растет. Основываясь на хорошо известных поведенческих эффектах, был проведен ряд клинических исследований на популяциях, включая пациентов с большим депрессивным расстройством, сопровождаемым шизофренией и расстройствами, связанными с употреблением психоактивных веществ, в сумме с гетерогенными результатами в отношении эффективности.Тем не менее, нельзя недооценивать потенциал tDCS, поскольку его можно улучшить путем систематического изучения различных параметров стимуляции, чтобы в конечном итоге повысить клиническую эффективность. В настоящей статье кратко объясняется физиология, лежащая в основе tDCS, обобщаются типичные протоколы стимуляции, а затем рассматривается клиническая эффективность при различных психических расстройствах, а также распространенные побочные эффекты. Будущие разработки включают комбинированное и более сложное взаимодействие tDCS с фармакологическими или психотерапевтическими вмешательствами.В частности, использование вычислительных моделей для индивидуализации протоколов стимуляции с учетом зависимости от состояния и применения технологий замкнутого цикла проложит путь к персонализированным вмешательствам на основе tDCS, а также к развитию условий домашнего лечения, продвигающих роль tDCS как эффективного варианта лечения для пациенты с проблемами психического здоровья.

    © 2019 S. Karger AG, Базель

    Введение

    Неинвазивная стимуляция мозга в основном включает транскраниальную стимуляцию постоянным током (tDCS), а также транскраниальную магнитную стимуляцию (TMS) и быстро становится терапевтической стратегией при различных психических расстройствах.tDCS — это метод нейромодуляции, основанный на изменении возбудимости коры с помощью слабых поляризующих токов между двумя электродами, размещенными в определенных местах на коже головы (рис. 1). Этот нейромодулирующий метод вызывает все больший интерес, поскольку он сравнительно прост и дешев в использовании, при этом относительно хорошо переносится. С увеличением количества доказательств tDCS привлекла внимание к внедрению в национальные и международные руководства, особенно в области аффективных расстройств. Однако недавно опубликованные исследования не продемонстрировали не меньшей эффективности по сравнению со стандартными фармакологическими методами лечения [1] и, таким образом, усилили скептицизм в отношении этого метода неинвазивной стимуляции мозга и его клинической эффективности.

    Рис. 1.

    Общие монтажи tDCS с использованием системы 10-20 ЭЭГ. БДР, большое депрессивное расстройство; BD, биполярное расстройство; ПТСР, посттравматическое стрессовое расстройство.

    С нашей точки зрения, tDCS в настоящее время находится на перепутье и нуждается в подтверждении своего потенциала в лечении психических расстройств. Мы убеждены, что это возможно, поскольку имеющиеся широкие знания о физиологии tDCS (см. раздел «Физиологические эффекты tDCS») являются полезной предпосылкой для дальнейшего совершенствования метода путем варьирования различных параметров вмешательства для положительного влияния на стимулируемые корковые структуры ( см. раздел «Параметры и протоколы стимуляции»).Это, как следствие, имеет потенциал для дальнейшего улучшения клинических эффектов, которые уже были описаны для ряда психических расстройств (см. раздел «Стимулирование постоянным током в клинических популяциях») с небольшим количеством побочных эффектов (см. раздел «Побочные эффекты»). Что наиболее важно, большой объем клинического опыта в сочетании с растущими знаниями об индивидуально вовлеченных нейронных структурах, сложных взаимодействиях с фармакологическими вмешательствами и возможностями удаленного мониторинга устройств стимуляции может стать основой для будущих разработок этого метода, таких как (назовем только два известных примеры) персонализированная tDCS на основе методов моделирования или протоколов стимуляции с обратной связью, а также подходов к домашнему лечению (см. раздел «Перспективы и будущие тенденции»).В целом это может привести к более удобному, лучше адаптированному, нейробиологически обоснованному и, надеюсь, более эффективному использованию этой простой в применении техники нейромодуляции.

    Физиологические эффекты tDCS

    tDCS применяет постоянный ток низкой интенсивности через два электрода, которые располагаются поверхностно на черепе [2]. Его острый физиологический механизм заключается в модуляции потенциала покоя нейронов и, таким образом, в изменении возбудимости нейронов [3]. Это означает, что, в отличие от ТМС, tDCS, применяемая при обычной интенсивности (1–2 мА), не вызывает прямого возбуждения нейронов.После анодной стимуляции это изменение мембранного потенциала происходит в сторону деполяризации (отсюда название возбуждающей стимуляции) и в сторону гиперполяризации после катодной стимуляции (тормозная стимуляция). Эта зависящая от полярности активность может зависеть от пространственной организации нейронов. Катодная стимуляция вызывает направленный наружу ток, который вызывает соматическую гиперполяризацию и деполяризацию апикального дендрита, в то время как анодная стимуляция создает внутренний ток с результирующей гиперполяризацией апикальных дендритных областей и деполяризацией сомы [4].

    Эффекты tDCS, по-видимому, продолжаются после острого изменения мембранного потенциала [5]. Исследования с использованием ТМС показали, что применение транскраниального тока вызывает длительное повышение возбудимости, проявляющееся увеличением амплитуды моторно-вызванных потенциалов [6]. После подачи постоянного тока на первичную моторную кору этот эффект может продолжаться от минут до более чем 24 ч в зависимости от параметров стимуляции [7].

    Кроме того, фармакологические эксперименты, проведенные на первичной моторной коре человека, показали, что глутаматергические рецепторы, особенно рецепторы N-метил-D-аспартата (NMDA), участвуют в связанных с пластичностью процессах, индуцированных tDCS.В этих исследованиях введение агонистов NMDA-рецепторов даже усиливало эффекты анодной стимуляции [8]. В соответствии с этими данными было показано, что антагонисты NMDA-рецепторов блокируют как возбуждающие, так и тормозные эффекты стимуляции постоянным током на моторную возбудимость коры [9]. Опосредованный NMDA поток кальция является критическим компонентом синаптической пластичности, что позволяет предположить, что динамика внутриклеточного кальция участвует в последействии стимуляции постоянным током.Эти результаты подтверждают идею о том, что нейропластичность, индуцированная tDCS, зависит как от кальция, так и от NMDA, и что ее механизм сравним с механизмом долговременной потенциации и долговременной депрессии в глутаматергических синапсах [10]. Кроме того, исследования с использованием магнитно-резонансной спектроскопии обнаружили снижение ГАМК после возбуждающей и тормозной стимуляции в моторной коре [11, 12]. tDCS может также влиять на модуляцию серотонинергической и дофаминергической систем, которые традиционно связывают с патогенезом аффективных расстройств.Одно исследование показало, что длинные/длинные гомозиготы по переносчику серотонина (SLC6A4) показали значительно более сильное улучшение, чем носители короткого аллеля после tDCS [13]. Кроме того, генетические полиморфизмы катехол- или -метилтрансферазы, фермента, участвующего в катаболизме дофамина, по-видимому, влияют на эффекты анодной стимуляции на префронтальные функции [14]. Используя преимущества этих эффектов, были разработаны различные протоколы tDCS для модуляции нейронных процессов, которые требуют длительного потенцирования или длительного угнетения, таких как обучение и память.

    Параметры и протоколы стимуляции

    Что касается эффективности tDCS, такие параметры стимуляции, как сила тока и продолжительность стимуляции, имеют решающее значение для рассмотрения [3]. В подавляющем большинстве поведенческих исследований и клинических испытаний применяется сила тока 1–2 мА при размере электрода от 25 (5 × 5) до 35 (5 × 7) см 2 и продолжительности стимуляции 5–30 мин, что считается безопасным для человека [15]. Как показало недавнее исследование с участием 18 пациентов с инсультом, сила тока даже до 4 мА является безопасной и переносимой для человека [16]; однако для повторения этих результатов необходимы дополнительные испытания [17].До сих пор не хватает исследований, систематически проверяющих эффективность различной интенсивности и продолжительности с использованием внутригрупповых дизайнов [18]. Кроме того, неясно, зависит ли эффективность tDCS от линейной или нелинейной зависимости доза-реакция [19] и может ли такая зависимость быть специфичной для определенных патологических или физиологических состояний, определенных областей или функций мозга. Например, Хой и др. [20] продемонстрировали, что стимуляция 2 мА превосходит 1 мА и имитацию стимуляции в повышении когнитивных функций у пациентов с шизофренией.Чхатбар и др. [21] в своем мета-анализе пришли к выводу, что существует зависимость доза-реакция tDCS при нацеливании на восстановление моторики верхних конечностей у пациентов, перенесших инсульт. Другие исследования указывают на взаимодействие между силой тока и состоянием стимулируемой области мозга (например, объем/возраст серого вещества, церебральная цитоархитектоника, исходное состояние активности/возбудимости), что приводит к существенной вариабельности результатов и, как правило, к низкой воспроизводимости результатов исследований. [22, 23].Поэтому клинические исследования в настоящее время сосредоточены на сочетании tDCS с активными задачами или вмешательствами, чтобы принять во внимание гипотезу о том, что эффективность tDCS может зависеть от активности [24, 25]. Будущие исследователи, желающие выбрать подходящий протокол, соответствующий их гипотезе или терапевтическому подходу, могут ознакомиться с недавней статьей Thair et al. [26], в которой обобщается современное состояние знаний о параметрах стимуляции.

    Имеются сходные данные о том, увеличиваются ли эффективность и устойчивость tDCS с количеством сеансов [27], и в настоящее время нет конкретных руководств по этому вопросу.В большинстве клинических испытаний применяется несколько сеансов tDCS (около 5–30 сеансов) [28]. Кроме того, исследование с участием 120 пациентов с депрессией показало, что нет существенного влияния на эффективность, если, например, пропущены 1 или 2 сеанса из 10 [29]. Однако до сих пор ни в одном исследовании систематически не изучалось, сколько сеансов можно пропустить без негативного влияния на эффективность tDCS. Таким образом, авторы рекомендуют использовать гибкие графики лечения, которые адаптируются к потребностям пациентов.

    Кроме того, в большинстве испытаний не содержится дополнительной информации о том, как в конечном итоге решался вопрос о пропуске сеансов [30]. Чтобы преодолеть проблему отсева с увеличением количества последовательных сеансов tDCS, в настоящее время обсуждаются возможности и ограничения лечения tDCS с дистанционным наблюдением («домашнее лечение») [31].

    Стимуляция постоянным током в клинической популяции

    Как указано в недавнем исследовании клинических эффектов tDCS [32], униполярная депрессия была наиболее широко изученным психическим заболеванием, за которым следуют шизофрения и расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ.Существуют предварительные данные об использовании tDCS при лечении тревожных расстройств, таких как посттравматическое стрессовое расстройство. Для резистентного к лечению обсессивно-компульсивного расстройства [33], генерализованного тревожного расстройства [34], а также нервной анорексии [35] до сих пор были опубликованы только отчеты о случаях.

    Большое депрессивное расстройство

    При лечении униполярной депрессии анод располагается над левой дорсолатеральной префронтальной корой (ДЛПФК), а катод — над правой ДЛПФК, супраорбитально или экстрацефально [36].Обоснование этого монтажа исходит из исследований, которые разработали теорию депрессии префронтальной асимметрии, которая утверждает, что правая префронтальная активность выше, чем левая у пациентов с депрессией [37], а также из клинических испытаний с рТМС с использованием облегчающей стимуляции над левой ДЛПФК и тормозной стимуляции над левой. правый ДЛПФК [38].

    Большинство протоколов стимуляции при большой депрессии выполняются с одинаковыми параметрами времени и положения (20 мин, бифронтальный монтаж).В некоторых исследованиях дополнительно изучались возможные параметры, которые можно использовать. Например, исследование показало, что сочетание сертралина со стимуляцией в течение 30 минут было связано с лучшим ответом, чем комбинированная стимуляция в течение 20 минут [39]. Другое исследование, проведенное Martin et al. [40] обнаружили, что экстрацефальное положение электрода в группе пациентов, которые не реагировали адекватно на бифронтальную стимуляцию, приводило к лучшему антидепрессивному эффекту. Они также показали, что проведение поддерживающих сеансов один раз в неделю или раз в неделю вызывает ремиссию в 80% случаев через 3 месяца и в 50% случаев через 6 месяцев [41].

    В ряде клинических испытаний (таблица 1) оказалось, что tDCS эффективно уменьшает клинические симптомы большой депрессии. Фрегни и др. [42] были первыми, кто провел двойное слепое плацебо-контролируемое исследование с анодной стимуляцией 1 мА в течение 20 минут над левой ДЛПФК в течение 5 дней, что привело к значительному улучшению симптомов. Затем последовало несколько рандомизированных клинических испытаний, в которых изучались различные протоколы стимуляции и субпопуляции пациентов со смешанными результатами [24, 43-51]. Мета-анализ рандомизированных клинических исследований показал значительно более выраженное улучшение показателей депрессии [52, 53], а также более высокие показатели ответа и ремиссии [53] в группе активной tDCS по сравнению с имитацией tDCS.Напротив, 1 метаанализ не обнаружил различий при учете только показателей ответа или ремиссии между группами активной и симуляционной стимуляции [54]. Эти неоднозначные результаты подчеркивают проблему анализа различных протоколов стимуляции и небольших размеров выборки, подчеркивая необходимость проведения более крупных многоцентровых совместных испытаний.

    Таблица 1.

    Рандомизированные клинические испытания у пациентов с депрессией

    Дальнейшие исследования изучали взаимодействие между tDCS и фармакологическими вмешательствами.Было обнаружено, что tDCS вызывает такие же антидепрессивные эффекты, как и 20 мг флуоксетина; однако значительный ответ на tDCS возникал быстрее, чем значительный ответ на лекарство [55]. В 2013 г. Брунони и соавт. [48] ​​опубликовали исследование, в котором сравнивали эффект tDCS, сертралина и их комбинации в клиническом испытании 120 пациентов с большой депрессией. Лечение только tDCS или сертралином улучшало симптоматику депрессии [48]. Тем не менее, комбинация обоих методов лечения показала больший эффект.Та же исследовательская группа также провела крупнейшее клиническое исследование tDCS. Это исследование состояло из исследования не меньшей эффективности с участием 245 пациентов, получавших эсциталопрам, tDCS или плацебо. Здесь tDCS не показал не меньшей эффективности по сравнению с эсциталопрамом [1].

    Выводы о том, что у пациентов с депрессией наблюдается улучшение рабочей памяти и аффективной обработки после одного сеанса стимуляции постоянным током левой ДЛПФК [56, 57], привели к разработке протоколов, сочетающих tDCS с когнитивными задачами для улучшения когнитивных функций и клинической картины. симптомы [24].В предварительном исследовании изучалось, может ли tDCS повысить эффективность терапии когнитивного контроля [24]. Они обнаружили, что как терапия когнитивного контроля в отдельности, так и tDCS улучшали симптомы депрессии и что только пожилые пациенты получали пользу от комбинации обоих методов лечения, предполагая, что эта комбинация может быть более полезной для пациентов со снижением когнитивных функций. Вандерхасселт и др. [58] исследовали, способна ли tDCS улучшить влияние нейрокогнитивной тренировки на размышления, ключевую особенность депрессии.Их результаты показали, что tDCS не улучшала результаты обучения. В соответствии с этими исследованиями, в настоящее время проводится рандомизированное клиническое исследование, в котором изучается, может ли tDCS усиливать когнитивно-поведенческую терапию при депрессии [25].

    Таким образом, несмотря на то, что большое депрессивное расстройство является наиболее изученным заболеванием в литературе по tDCS, результаты его эффективности неоднозначны из-за неоднородности выборки пациентов, тяжести депрессии и небольшого размера выборки. Кроме того, многообещающий подход к повышению эффективности, который в настоящее время исследуется, — это сочетание стимуляции с когнитивными задачами.

    Биполярное расстройство

    В клиническом исследовании Sampaio-Junior et al. [59], пациенты с биполярной депрессией получали стимуляцию левого префронтального анода в качестве дополнительного лечения к фармакологической терапии. У пациентов, получавших активную стимуляцию, наблюдалось более значительное уменьшение симптомов по сравнению с пациентами, получавшими фиктивную tDCS. Метаанализ показал, что tDCS может улучшать депрессивные симптомы у пациентов с биполярной депрессией, особенно после 1 недели лечения [60].Имеется один опубликованный отчет о сочетании tDCS с фармакологическим лечением у пациента мужского пола с острым эпизодом мании [61]. Авторы выполнили анодную tDCS над правым DLPFC в сочетании с фармакологическим вмешательством и сообщили об улучшении маниакальных симптомов, которое продолжалось до 72 часов после стимуляции.

    Вкратце, tDCS потенциально улучшает депрессивные симптомы у пациентов с биполярной депрессией. Тем не менее, необходимы более крупные рандомизированные контролируемые испытания для определения эффективности и подходящей модальности tDCS в этой популяции пациентов.Дальнейшие исследования должны также касаться частоты возникновения гипомании/мании, возникающей при tDCS.

    Шизофрения

    Монтаж tDCS у пациентов с шизофренией предназначен для модулирования активности и связи между различными областями мозга для воздействия на разнообразную симптоматику этого заболевания [62, 63]. В плацебо-контролируемом клиническом исследовании с участием 20 пациентов с шизофренией Brunelin et al. [64] смогли продемонстрировать значительное снижение слуховых галлюцинаций после анодной tDCS над левой ДЛПФК и катодной стимуляции над левой височно-теменной областью (2 мА, 20 мин, 5 дней подряд) по сравнению с имитацией.Этот монтаж был использован для подавления области, связанной с положительными симптомами (височно-теменной), и для активации префронтальной коры, области, которая была описана как гипоактивная при шизофрении и многообещающая мишень для лечения негативных симптомов. Этот результат может быть воспроизведен дальнейшими исследованиями [65, 66]. Механизмы, лежащие в основе улучшения положительных симптомов, могут быть связаны с tDCS-индуцированным усилением сенсорных ворот, что измеряется потенциалом, связанным с событием P50 [67, 68], поскольку предполагается, что пациенты с шизофренией демонстрируют аномальные паттерны подавления P50, связанные с нарушением. способность отфильтровывать избыточные или ненужные стимулы.Одно исследование показало, что курение может мешать этим процессам и снижать эффективность tDCS при лечении галлюцинаций [69]. Уровни глутамата в целевых областях tDCS также могут играть роль в отношении эффективности [70]. Более того, негативные симптомы могут быть успешно уменьшены, как показано в одном тематическом исследовании [71] и в небольшом испытании для подтверждения концепции с участием 9 пациентов [72]; тем не менее, рандомизированные и плацебо-контролируемые исследования с более крупными выборками все еще отсутствуют (таблица 2). Накоплены данные о том, что tDCS повышает когнитивные способности при шизофрении, особенно в отношении рабочей памяти и внимания [73], и что более высокая доза (2 мА) кажется более эффективной, чем меньшие дозы (1 мА) или имитация стимуляции [20]. ].По линии исследований tDCS в неклинических популяциях эффективность tDCS может быть увеличена у пациентов с шизофренией при рассмотрении эффектов, зависящих от состояния, путем сочетания стимуляции с тренировкой рабочей памяти [74].

    Таблица 2.

    Рандомизированные контрольные исследования у пациентов с шизофренией

    Подводя итог, можно сказать, что монтаж tDCS может быть направлен как на отрицательные, так и на положительные симптомы; тем не менее, мало что известно об оптимально подходящих протоколах tDCS для лечения шизофрении [75-78] .Было проведено несколько клинических исследований этого заболевания, но они дали многообещающие и положительные результаты и стимулируют дальнейшие исследования.

    Нарушения, связанные с употреблением психоактивных веществ

    Было показано, что tDCS над DLPFC клинически полезен при лечении наркомании, при этом DLPFC является важной структурой мозга для регуляции поведения влечения [79]. Как показало рандомизированное контролируемое исследование с участием 33 пациентов с алкогольной зависимостью, префронтальная tDCS была связана со снижением вероятности рецидива и улучшением восприятия качества жизни [80].Небольшое плацебо-контролируемое исследование показало, что активная tDCS способна ингибировать усиление нервной активации, вызванное сигналами, связанными с алкоголем, у 13 субъектов с алкогольной зависимостью [81]. Кроме того, tDCS может уменьшить тягу к еде, вызванную визуальными стимулами у пациентов с аномальным пищевым поведением и пищевой зависимостью [82]. Текущее клиническое исследование с участием 340 пациентов с алкогольной зависимостью и периодом наблюдения в течение 24 недель, безусловно, прольет больше света на терапевтический потенциал tDCS при зависимости [83].

    Таким образом, терапевтический эффект tDCS может быть связан с нарушением системы вознаграждения между префронтальными областями. Несмотря на эти многообещающие результаты, исследования с разумными размерами выборки, последовательными протоколами стимуляции и адекватной продолжительностью исследований по-прежнему отсутствуют, поэтому окончательная оценка эффективности tDCS при зависимости кажется сложной на данный момент [84] .

    Тревожные расстройства

    Поскольку DLPFC также участвует в обработке угроз [85], tDCS поверх DLPFC может быть эффективным вариантом лечения тревожных расстройств.Однако эмпирических данных по-прежнему недостаточно [86]. В небольшом экспериментальном исследовании с участием 19 пациентов с социальным тревожным расстройством Heeren et al. [87] смогли показать, что один сеанс анодной tDCS над левой DLPFC значительно снизил склонность внимания участников к социальной угрозе в задаче различения зонда по сравнению с ложной стимуляцией. Авторы приходят к выводу, что tDCS может быть интересным инструментом для понимания основных механизмов социальных тревожных расстройств; однако делать прямые выводы для вмешательств на основе tDCS было бы преждевременно.Поскольку психотерапия, основанная на воздействии, является золотым стандартом в лечении тревожных расстройств, также может быть полезно оценить неинвазивные методы стимуляции мозга, такие как tDCS, в отношении их способности улучшать или усиливать обучение угашению, которое является важным процессом при воздействии. основанные вмешательства. Здесь вентромедиальная префронтальная кора была выбрана в качестве мишени из-за ее участия в обучении угашению и последующем сохранении воспоминаний об угашении [88]. В недавнем исследовании с участием 28 ветеранов с посттравматическим стрессовым расстройством, которое было разработано для проверки оптимального времени обучения расширенному угашению с помощью tDCS, авторы обнаружили, что tDCS в вентромедиальной префронтальной коре была более эффективной при применении во время консолидации угашения страха, чем во время обучение угасанию само по себе [89].Однако в этом исследовании угасание страха проверялось не в контексте отдельных травматических воспоминаний, а в рамках стандартизированной экспериментальной парадигмы, поэтому выводы относительно tDCS при лечении посттравматического стрессового расстройства также были бы преждевременными.

    Подводя итог, можно сказать, что tDCS является многообещающей терапией тревожных расстройств, но результаты пока предварительные. Оптимальная дозировка, цели лечения и механизм действия все еще остаются открытыми вопросами. Комбинация tDCS с когнитивно-поведенческими методами особенно хорошо подходит для лечения тревожных расстройств.

    Побочные эффекты

    В целом tDCS является безопасным методом, и побочные эффекты после стимуляции обычно носят легкий характер. Преобладающими побочными эффектами, о которых сообщалось в клинических испытаниях, были зуд, покалывание, головная боль, дискомфорт, усталость и жжение в месте нанесения [90]. Несколько предрасполагающих факторов увеличивают риск местных побочных эффектов, таких как высокий импеданс кожи, маленькие и сухие электроды, неправильное положение электрода и контакт с кожей, а также аллергическая предрасположенность [91].Повторные сеансы не увеличивают риск большего количества нежелательных явлений [28]. Случаи мании и гипомании, возникающих на фоне лечения, также были зарегистрированы в клинических исследованиях биполярной депрессии [92–95]. Важным моментом является то, что большинство пациентов в клинических испытаниях получают лекарства, и поэтому может быть трудно сделать вывод, несет ли tDCS исключительную ответственность за побочные эффекты. Недавний метаанализ не смог подтвердить, что описанная мания, возникшая во время лечения, действительно была вызвана стимуляцией [96].В соответствии с обычными протоколами для людей в настоящее время нет данных о серьезных побочных эффектах или необратимых повреждениях тканей, связанных с tDCS [97]. Имеется одно сообщение о припадке у педиатрического пациента с историей идиопатического инфантильного спазма и спастического тетрапареза [98]. Однако неясно, вызывала ли tDCS припадок в этом случае. Дальнейший анализ факторов риска и клинических характеристик пациентов, сообщающих о побочных эффектах, необходим для улучшения отбора участников, включения и безопасности в будущих исследованиях.

    Перспективы и будущие тенденции

    tDCS оказывает явное воздействие на нейронные структуры и применяется, как описано выше, в различных клинических популяциях. Однако текущие данные еще не дают рекомендаций уровня А [99]. С нашей точки зрения, эффективность можно было бы еще больше повысить за счет персонализации этого метода. tDCS является хорошим кандидатом для индивидуализированных подходов, поскольку ее применение основано на модуляции четко определенных нейронных структур, вовлеченных в патомеханизм депрессии [100, 101].

    Необходимость персонализированных подходов очевидна, если принять во внимание анатомическую и функциональную неоднородность стимулируемых нейронных структур, неоднородность сопутствующей терапии, которую обычно принимают пациенты, а также неоднородность определенных психиатрических категорий. Эти множественные неоднородности могут быть причиной отрицательных результатов или исследований, в которых описан даже отрицательный синергизм [102, 103]. Чтобы адаптировать tDCS как терапевтический метод к индивидуальным потребностям, в настоящее время существует три переплетенных направления исследований, каждая из которых направлена ​​​​на усиление эффектов tDCS с использованием вычислительных моделей, с учетом зависимости от состояния и применения технологий с обратной связью.Во-первых, появляется все больше доказательств того, что вычислительные модели могут использоваться для модулирования вмешательства и его адаптации к индивидуальным различиям в ответах на tDCS [104] и индивидуальным различиям в распределении электрических токов [105]. Как следствие, такие модели предоставляют информацию, необходимую для индивидуализации протоколов стимуляции, позволяющих снизить интенсивность стимуляции [106] или модифицировать монтаж электродов [107]. Во-вторых, существуют сходящиеся данные о том, что эффекты неинвазивной стимуляции головного мозга зависят от уровня активности стимулируемых областей коры, что продемонстрировано исследованиями, изучающими лингвистические функции в теменных областях [108], когнитивные функции в областях мозжечка [109], а также когнитивные области. в стимулированных префронтальных областях [110].В-третьих, недавние технологические разработки, такие как разработка подходящих датчиков [111] и алгоритмов, заложили основу для разработки приложений, в которых интенсивность и частота стимуляции динамически адаптируются к локальной активности мозга, или, короче говоря, основу для приложений с обратной связью. Как стимуляторы мозга «второго поколения» они в настоящее время используются и исследуются в основном в области эпилепсии [112] и глубокой стимуляции мозга [113], а также в области неинвазивной стимуляции мозга с обнадеживающими эффектами, включая улучшение памяти [114]. и моторные функции [115].

    Более того, правильная идентификация и понимание различных источников индивидуальной изменчивости могут быть достигнуты, если это будет принято во внимание при разработке клинического исследования. Эта идентификация дисперсии потребует повторения на уровне, где предполагается наличие дифференциального ответа, в данном случае на уровне пациента. Это может быть достигнуто, например, за счет реализации повторного перекрестного дизайна, когда пациенты получают каждое лечение в рандомизированных последовательностях [116] или с помощью n испытаний из 1, которые представляют собой множественные перекрестные испытания, проводимые у одного пациента [117]. .

    Помимо того, что tDCS является кандидатом для индивидуализированных подходов, у tDCS есть второе большое преимущество: в то время как электросудорожная терапия и глубокая стимуляция мозга обычно требуют стационарных условий, tDCS может быть успешно реализована вне стен психиатрических частных практик и больниц, т. е. легко применима в амбулаторных условиях. Это важно, так как большинство нейромодулирующих методов лечения требуют от пациентов повторного обращения в стационар (например, при рТМС не менее 20 раз) [118], что часто бывает затруднительно для пациентов, страдающих аффективными расстройствами, или для пациентов, проживающих в сельской местности. обычно с большими расстояниями до служб охраны психического здоровья.Было доказано, что такие подходы к домашнему лечению с использованием tDCS осуществимы при других показаниях, таких как болезнь Паркинсона [119]. Домашнее лечение требует структурированного наблюдения, которое может быть достигнуто с помощью моделей ухода на дому, когда технические специалисты посещают пациента на дому, или с помощью технологий видеоконференцсвязи [120], или с помощью облачных технологий для мониторинга параметров стимуляции, таких как импеданс электродов [121]. . Важно учитывать, что такие подходы не будут осуществимы для всех пациентов, и исключать тех, у кого нет когнитивных и/или технологических предпосылок для самостоятельного применения таких форм самолечения.

    Среди основных недостатков использования tDCS можно назвать потенциальное снижение показателей приемлемости в целевой популяции пациентов, а также существенные различия в ответах у пациентов с различными психическими расстройствами. С нашей точки зрения, существуют различные благоприятные пути преодоления этих недостатков, в основном путем персонализации лечебных учреждений и/или использования преимуществ новых технологических разработок для продвижения домашних лечебных учреждений. Благодаря этим двум подходам tDCS может стать безопасным и экономически эффективным средством лечения пациентов с проблемами психического здоровья.

    Заявление об этике

    У авторов нет этических конфликтов, о которых следует сообщать.

    Заявление о раскрытии информации

    У авторов нет конфликта интересов, о котором следует заявить.

    Источник финансирования

    Работа выполнена при поддержке исследовательского консорциума Немецкого центра стимуляции мозга (GCBS) (FKZ 01EE1403F), финансируемого Федеральным министерством образования и исследований Германии (BMBF). А.Л.Х.-М. был поддержан стипендией для выпускников Мексиканского национального совета по науке и технологиям (CONACYT).

    Вклад авторов

    A.L.H.-M., M.B. и S.A. рассмотрели литературу, структурировали и написали статью, предоставили критические отзывы и утвердили окончательный вариант статьи.

    Авторское право: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме и любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование или любую систему хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
    Дозировка препарата: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор препарата и дозировка, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации. Тем не менее, в связи с продолжающимися исследованиями, изменениями в правительственных постановлениях и постоянным потоком информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на лекарства, читателю настоятельно рекомендуется проверять вкладыш в упаковке для каждого лекарства на предмет любых изменений в показаниях и дозировке, а также для дополнительных предупреждений. и меры предосторожности.Это особенно важно, когда рекомендуемый агент является новым и/или редко используемым лекарственным средством.
    Отказ от ответственности: заявления, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и участникам, а не издателям и редакторам. Появление рекламы и/или ссылок на продукты в публикации не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности.Издатель и редактор(ы) отказываются от ответственности за любой ущерб, нанесенный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в содержании или рекламе.

    Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) и транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)

    Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) доставляется в мозг путем пропускания сильного кратковременного электрического тока через изолированную проволочную катушку, помещенную на череп. Этот быстрый фазовый ток генерирует переходное магнитное поле, которое распространяется в пространстве и, в свою очередь, индуцирует вторичный ток в мозгу, способный деполяризовать нейроны, если катушку держать над головой субъекта (Pascual-Leone et al., 2002). Одноимпульсная ТМС первичной моторной коры (М1) позволяет регистрировать амплитуду моторных вызванных потенциалов (МВП). Амплитуда ВМО является мерой корково-спинальной реактивности и, как известно, отражает внутреннюю скрытую сенсомоторную симуляцию действий наблюдения (Fadiga et al., 1995) и соматических состояний (Avenanti et al., 2005). Важно отметить, что было доказано, что этот индекс модулируется членством в группе (Avenanti et al., 2010; Molnar-Szakacs et al., 2007).

    В зависимости от частоты, продолжительности стимуляции и силы магнитного поля ТМС может активировать или подавлять активность в областях коры.rTMS — это метод индукции электрических токов в мозг, который можно использовать для получения долговременных пластических изменений в нервных системах (облегчающих или тормозящих, в зависимости от частоты и интенсивности стимуляции).

    tDCS использует однородное поле постоянного тока с интенсивностью около 1 мА через два электрода, размещенных на коже головы. Активный электрод помещают на участок, лежащий над кортикальной мишенью, а референтный электрод обычно размещают над контралатеральной надглазничной областью или в нецефалической области.tDCS вызывает длительные изменения в мозге, и ее можно использовать для управления возбудимостью мозга посредством поляризации мембраны: катодная стимуляция гиперполяризует, а анодная стимуляция деполяризует потенциал покоящейся мембраны, при этом индуцированные последствия зависят от полярности, продолжительности и интенсивности возбуждения. стимуляция (Паулюс, 2011).

    Различия между tDCS и TMS включают предполагаемые механизмы действия, при этом TMS действует как нейростимулятор, а tDCS — как нейромодулятор. Более того, ТМС имеет лучшее пространственное и временное разрешение, протоколы ТМС лучше разработаны, но преимущество tDCS заключается в том, что его легче использовать в двойных слепых или плацебо-контролируемых исследованиях и его легче применять одновременно с поведенческими задачами.Несмотря на свои различия, как ТМС, так и tDCS могут вызывать долгосрочные последствия для возбудимости коры, что может привести к поведенческим воздействиям, которые могут длиться месяцами (Fregni et al., 2006; Triggs et al., 1999). Считается, что эти долгосрочные последствия задействуют механизмы пластичности нейронов.

    Что такое транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)?

    Обзор

    Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) представляет собой неинвазивный метод нейромодуляции, используемый для лечения ряда психических и нейрофизиологических состояний.Он использует слабый электрический ток, подаваемый в мозг от обычно небольшого портативного устройства с батарейным питанием. Область стимуляции зависит от того, какое состояние лечится.

    Что такое tDCS?

    TDCS как метод берет свое начало в ранних экспериментальных исследованиях электричества как на животных, так и на людях. В 1960-х годах были проведены исследования, в частности, нейронных эффектов подачи электричества на мозг, и было обнаружено, что легкая электрическая стимуляция может модулировать функцию мозга, изменяя возбудимость коры.Этот метод был назван tDCS (транскраниальная стимуляция постоянным током) в 1990-х годах, и за последние три десятилетия было проведено множество исследований, в которых tDCS применялась к различным психическим и нейрофизиологическим состояниям, таким как депрессия, тревога, шизофрения, обсессивно-компульсивное расстройство, наркомания. , и различные виды боли.

    При tDCS слабый ток используется для стимуляции целевых областей мозга. Сила тока обычно составляет от 1 до 3 мА, причем 2 мА наиболее распространены при клиническом применении.Ток проходит от небольшого портативного устройства с батарейным питанием к мозгу через два электрода; один анод, заряженный положительно, и один катод, заряженный отрицательно. Электроды располагаются на голове с использованием системы 10-20, обычно используемой при мониторинге электроэнцефалографии (ЭЭГ).

    Сеанс лечения обычно длится 20 минут, но может длиться до 40 минут. Сеансы часто повторяют для достижения накопительного лечебного эффекта. Когда нацелены на поведенческие изменения, сеанс повторяется ежедневно в течение нескольких недель или даже дольше в протоколах лечения, направленных на поддержание текущего состояния.Помимо кратковременного нарастания и замедления в начале и конце процедуры, ток остается на одном уровне в течение всего сеанса терапии.

    Что происходит в мозгу?

    Человеческий мозг содержит около 100 миллиардов нейронов, которые передают друг другу электрические сигналы для связи. Эти электрические сигналы называются потенциалами действия. Потенциалы действия высвобождаются или «запускаются» нейронами, когда происходит изменение нейронного мембранного потенциала покоя , который представляет собой разницу в электрическом потенциале между внутренней и внешней средой нейрона.При tDCS слабый ток, подаваемый на мозг, создает электрическое поле, которое поляризует мембранный потенциал покоя в нейронах целевой области. Как правило, мембранный потенциал покоя становится менее отрицательным («деполяризованным») за счет возбуждающей стимуляции в одной области и более отрицательным («гиперполяризованным») за счет тормозной стимуляции в другой области. Деполяризация делает нейрон более склонным к срабатыванию потенциалов действия, увеличивая активность, в то время как гиперполяризация делает нейрон менее склонным к срабатыванию потенциалов действия, снижая активность.В tDCS стимуляция не заставляет нейроны запускать потенциалы действия, а скорее увеличивает или уменьшает вероятность этого, изменяя количество стимула, необходимого нейрону для запуска потенциала действия. Направление поляризации (деполяризация или гиперполяризация) в состоянии отдельного нейрона зависит от ориентации нейрона относительно электрического поля, генерируемого tDCS.

    Как мы можем увидеть эффекты?

    Тот факт, что кратковременные поляризующие токи могут вызывать длительные последствия на мозг крысы, был показан in vivo еще в 1960-х годах (Bindman et al., 1964).Поляризующий ток влияет на возбудимость нейронов и модулирует скорость спонтанного возбуждения нейронов во время и после стимуляции.

    У людей этот эффект был продемонстрирован как прямо, так и косвенно:

    1. МВП: амплитуда вызванного двигательного потенциала модулируется tDCS как во время, так и после стимуляции (Nitsche & Paulus, 2000)
    2. ТМС-ЭЭГ: глобальные и локальные изменения возбудимости коры, обнаруженные во время и после стимуляции (Romero-Lauro et al, 2014)
    3. MEG: Двусторонняя стимуляция увеличивает глобальную связь и показывает зависящую от местоположения и полярности модуляцию мощности диапазона.(Хэнли и др., 2016 г.; Гарсия-Коссио и др., 2016 г.; Пеллегрино и др., 2018 г.)
    4. фМРТ: функциональная связность в состоянии покоя, модулируемая tDCS (Keeser et al, 2011)
    5. Имплантированный SCS: амплитудные изменения корково-спинномозгового пути, вызванные tDCS, как в I-, так и в D-волнах. (Ланг и др., 2011 г.; Ди Лаззаро, 2013 г.)
    6. Внутричерепная ЭЭГ: электрические поля 0,8 В/м в коре во время стимуляции 2 мА (Huang et al, 2017)
    7. Имплантированный DBS: изменения напряжения в глубоких ядрах, вызванные стимуляцией tDCS (Chhatbar et al, 2018)

    Непосредственные эффекты tDCS связаны с изменениями мембранных потенциалов через потенциалзависимые ионные каналы.Их можно уменьшить, блокируя кальциевые или натриевые каналы (Nitsche et al, 2003). Последствия, хотя они также зависят от поляризации мембраны, связаны с функцией NMDA-рецептора и концентрацией нейротрансмиттеров ГАМК (Nitsche et al, 2006; Stagg et al, 2009). Эти эффекты выражаются в поведенческих изменениях при повторной стимуляции за счет функциональной связности и нейропластичности (Jackson et al, 2016). Сообщается, что изменения нейропластичности, вызванные tDCS, затрагивают несколько нейротрансмиттеров, таких как дофамин, серотонин и ацетилхолин.(Нитше и др., 2006 г.; Монте Сильва и др., 2009 г.; Куо и др., 2007 г.)

    В депрессии

    Известно, что при депрессии левая дорсолатеральная префронтальная кора (ДЛПФК) гипоактивна (менее активна, чем обычно), а правая дорсолатеральная префронтальная кора (ДЛПФК) гиперактивна (более активна, чем обычно). Для лечения этого дисбаланса при депрессии положительно заряженный электрод (называемый «анод») используется для стимуляции левой ДЛПФК возбуждающей стимуляцией, а отрицательно заряженный электрод (называемый «катодом») используется для стимуляции правой ДЛПФК тормозной стимуляцией. стимуляция.Это увеличивает вероятность активности левой ДЛПФК и снижает вероятность активности правой ДЛПФК, в конечном итоге достигая здорового баланса, характерного для людей, не страдающих депрессией.

    От боли

    При боли tDCS используется для воздействия на области мозга, ответственные за обработку болевых сигналов. Нейроны в этих областях используют потенциалы действия для связи друг с другом и формирования нейронных цепей. Согласно Fregni et al (2020), повторяющаяся боль вызывает дезадаптивную нейропластичность, которая приводит к постоянному ощущению боли, известному как хроническая боль.TDCS позволяет модулировать дезадаптивную нейропластичность и нейронные сети. Было показано, что положительная стимуляция областей С3 или С4, расположенных в первичной моторной коре (М1), уменьшает боль за счет усиления активности в этих нейронных цепях. Возбуждающая стимуляция применяется к M1 с анодом, расположенным на противоположной стороне боли (C3 или C4). Катод помещается над контралатеральной надглазничной областью (O1 или O2, противоположная аноду сторона) для создания желаемого электрического поля над стимулируемой областью (M1).Согласно Lefaucheur et al (2017), возбуждающая стимуляция M1 усиливает активность в прецентральной извилине, где нейронные цепи соединяются со структурами, участвующими в сенсорной и эмоциональной частях обработки боли.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.