Постоянный ток в доме. Риски, которые никто не замечает / Хабр

Постоянный ток с каждым днём завоёвывает всё новые рубежи в каждом доме. К кому-то он приходит со светодиодными лентами, кому то с DIY и Arduino. Время идёт, и вот уже вчерашние любители без страха и упрёка начинают делать мощные аккумуляторные сборки и запитывать бытовую технику напрямую от солнечных панелей. За кадром остаётся главный нюанс — безопасности. Ведь токи и напряжения выросли вместе с игрушками, а о последствиях почти никто не задумывается…

Идёт тихая революция, которую почти никто не замечает — всё больше приборов домашнего обихода переходит на постоянный ток, и если раньше только автолюбители сталкивались с постоянным током и аккумуляторами, то теперь скорее тяжело найти дом, где нет ни одного аккумулятора.  По мере проникновения постоянного тока всё больше в дома, появляются соблазны отказаться от цепей переменного тока, например в освещении, проложив чуть более толстые кабеля и ограничившись светодиодными лампами / лентой (не буду скрывать, такой соблазн был и у меня, просто я не нашёл в своё время нормальных лампочек на 12 В по хорошей цене). А на светодиодной ленте у меня вообще очень много завязано.

Видеоверсия:

Вы удивитесь от того, сколько бытовых приборов могут работать на постоянном токе.

На Хабре была шикарная статья, в которой был рассмотрен вопрос приборов и постоянного тока, но не безопасности.

Краткий список приборов

Кратко все нагревательные приборы, не заметят разницы между постоянным и переменным током. Это ТЭН-ы нагревателей, электроплиты, утюги и прочее.

Из освещения будут работать лампы накаливания и даже светодиодные лампы с правильным источником питания. 

Подавляющее большинство другой бытовой техники, с коллекторными двигателями — мясорубки, фены, пылесосы и даже стиральные машины.

А вот синхронные и асинхронные двигатели работать не будут. Это микроволновки, кондиционеры  и холодильники.

Сгорят старые трансформаторные блоки питания, но новые, импульсные, установленные в большинстве современной техники, вполне выживут. Может не смогут выдавать полную мощность, но это второй вопрос.

Кажется, рукой подать до перевода всего дома на постоянный ток, ведь у нас и так уже почти всё работает через блоки питания и выпрямители.

И тут как раз самое время поговорить про опасности, которые несёт за собой постоянный ток, и о которых многие не знают или не желают даже знать.

С падением цен на солнечные панели, всё больше людей их использует как в развлекательных так и более практичных целях. “Экономия должна быть экономной” — основной лозунг создателей DIY систем на солнечных панелях, и из цепей безжалостно выбрасываются “лишние” детали, с точки зрения создателей, и идёт экономия на материалах.

Если вы пропустили этот момент — я объясню. В стандартной схеме, солнечные панели генерируют постоянный ток, который солнечный инвертор ( не важно — микро / стринговый) преобразует в переменный и подаёт в общую сеть. 

Цена солнечных инверторов довольно высока, поэтому рынок завоевали я бы сказал понижающие устройства (контроллеры), которые работают в связке солнечная панель — так называемый “солнечный инвертор” (с гордыми буквами МРРТ на коробке и без оного в середине) — аккумулятор и всё это без перехода на переменный ток. К этому контроллеру можно подключить преобразователь напряжения с 12/24/48 В в привычные 220В, по желанию, или довольствуются подключением телефонов, светодиодов и прочих маломощных устройств на постоянном токе. 

Схема очень простая, но все недо-инверторы, имеют сильные ограничения по напряжению / токам, и так просто к ним ничего интересного и мощного не подключить из нагрузок.

Максимальную мощность с панелей они и так не умели снимать, поэтому любители просто выкидывают их из цепи, как и аккумуляторы. 

Конечный результат — присоединение напрямую к солнечным панелям одного из устройств, способного работать на постоянном токе. В основном сейчас это ТЭН-ы отопления, электроплиты и т.д. Проблема приобретает массовый характер, и такие решения уже вовсю продаются.

Вот тут мы подошли к главному моменту — вместо игрушечного блока питания, при присоединении которого у нас иногда проскакивала искорка, ну или шёл дымок при неправильном присоединении, в руки DIY масс попали источники постоянного тока, способные выдавать 10, а теперь уже и 17 А. Из них смело собираются комплекты на 50 — 230 В и подключаются в отдельную систему, общей мощностью от 500 Вт до 2+кВт. 

По своему профилю, мне пришлось познакомиться с постоянным током несколько ближе, чем многим другим, и мне есть что сказать.

Для коммутации цепей постоянного тока подавляющее большинство использует всё те же выключатели или пакетники. Когда лет 7 назад, я хотел перевести своё освещение на постоянный ток, я тоже про это не думал. 

А задуматься нужно — при коммутации постоянного тока возникает дуговой разряд, который не гаснет каждые пол периода, как в переменном токе. Остановить его может только достаточно большой зазор между контактами. Но даже обеспечив зазор, мы получим временное решение, которое выйдет из строя на порядок раньше, т.к. полностью избавиться от дуги нельзя.

Есть альтернативы, и в целом те кто обожглись, переходят на следующий уровень коммутации — с помощью специализированных переключателей.

или твердотельных реле.

Твердотельные реле не обеспечивают безопасность, а спец. переключатели несколько неудобны для бытового применения и всё равно имеют ограниченный ресурс. Даже поборов этот этап, мы  снимаем только часть проблемы. 

Электрическая дуга в кабелях переменного тока, в домашнем обиходе — довольно редкое явление.  Нужно постараться, чтоб фазу закоротило на ноль или землю. Да и при закорачивании на землю у нас сразу сработает УЗО, а при закорачивании на ноль, сработает автомат. Для борьбы с дугой переменного тока при плохом контакте, тоже есть методы борьбы, обкатанные временем и приборы защиты от дугового пробоя довольно дёшевы и продаются в каждом магазине электротоваров.

В постоянном токе, любое нарушение контакта сразу превращается в дугу, и гаснет она очень не скоро. Начали появляться методы, способные детектировать дугу в линиях длиной до 200 м. Но детекция не стопроцентная, и в жилом доме может вообще не заработать, или давать постоянные ложные срабатывания из-за наличия различных типов потребителей. 

Но сейчас вообще никто не ставит как эти детекторы в домашнюю цепь, как и многие не понимают азов источников тока, в т. ч. солнечных панелей, защищая линию простым автоматом.

Не поняли? Попробую объяснить. У вас есть стабильный источник тока, на 20 А (солнечные панели). Вы поставили предохранители на 25 А, и пакетник, на 25 А. У вас возникло короткое замыкание. Вы думаете у вас сработает автомат, или сгорит предохранитель? Нет, у вас сгорит дом.

Я уже описывал ошибки в монтаже СЭС, и там такое не редкость.

Приводятся данные, что постоянный ток не так опасен для жизни, как переменный, особенно при напряжении до 500 В.

Возможно. 

Но проблема в том, что подавляющее большинство переделок на постоянный ток, вообще не предусматривает кабеля заземления. Всё идёт по двухпроводной системе. Уже есть УЗО и для постоянного тока, но кто ж его ставит-то.

И большинство поделок направленно именно на подогрев воды, где поражение электрическим током может иметь самые печальные последствия. 

Прошу понять — постоянный ток, даже меньшего напряжения, не прощает ошибок.  

Есть готовые решения, проверенные временем. Поставьте нормальный инвертор, и работайте с переменным током, для которого в доме уже есть обычно защита. Вы оцениваете свою жизнь или имущество в 500$? 

Дешёвые контроллеры не могут снимать максимальную мощность с солнечных панелей, и вы теряете 15-20% только на этом. При прямом подключении, потери увеличиваются ещё больше, у вас простая резистивная нагрузка. Только на снятии максимальной мощности с солнечных панелей, вы на протяжении 10 лет окупите правильный инвертор. И не забываем, что с нормальным инвертором вы получите универсальность — и сможете запитать абсолютно все приборы, которые есть в доме, а не отдельные экземпляры.

Это только верхушка айсберга. И сколько в себе таят опасностей самодельные аккумуляторные сборки, различные попытки отделить от массива солнечных панелей небольшую часть, для запитывания других устройств, можно только догадываться.

Многие могут возразить — вон сколько роликов в интернете, где это работает. Это типичная ошибка выжившего. Очень многие, у кого эксперимент прошёл не успешно, не смогут про это написать.

Цените свою жизнь, электрика не прощает ошибок.

На правах рекламы — добро пожаловать на форум, посвященный солнечной энергетике. Визуалов прошу подписываться на канал.

В чём преимущества высоковольтных ЛЭП постоянного тока

В качестве примеров таких случаев можно привести следующие:

1. Подводные кабели, высокое ёмкостное сопротивление которых приводит к большим потерям при передаче на переменном токе (например, кабельная линия протяженностью 250 км между Швецией и Германией).
2. Передача электроэнергии от электростанции к потребителю на большие расстояния без промежуточных ответвлений, например, в удалённые районы.
3. Увеличение пропускной способности существующих электрических сетей в тех случаях, когда установка дополнительных цепей является затруднительной или дорогим решением.
4. Передача электроэнергии между несинхронизированными распределительными системами переменного тока.
5. Уменьшение сечения проводов и количества опор для заданной пропускной способности ЛЭП, так как пропускная способность высоковольтных передач постоянного тока выше при заданном диаметре проводника.
6. Подключение удалённых электростанций к распределительной сети.
7. Повышение устойчивости системы без увеличения токов КЗ.
8. Снижение потерь на корону по сравнению с высоковольтными линиями переменного тока той же мощности.
9. Уменьшение стоимости ЛЭП, т.к. для высоковольтных передач постоянного тока требуется меньше проводников (например, для биполярной высоковольтной передачи постоянного тока требуется 2 проводника, а для высоковольтной линии переменного тока – 3).

Высоковольтная линия постоянного тока пропускной способностью 500 МВт – Энергообъединение Восток-Запад

Компания ABB ввела в эксплуатацию высоковольтную линию постоянного тока пропускной способностью 500 МВт, которая объединила электрические сети Ирландии и Великобритании. Эта ЛЭП обеспечивает передачу электроэнергии между двумя государствами, а также повышает надёжность и безопасность электроснабжения.

Энергообъединение Восток-Запад состоит из кабеля высокого напряжения длиной 262 км, из которых 186 км проходит по дну моря.

 

В результате передачи электроэнергии на переменном токе возникает зарядный ток ёмкости кабеля, вызывающий дополнительные потери мощности, тогда как этот факт играет минимальную роль при передаче электроэнергии на постоянном токе.  Кроме того, мощность переменного тока расходуется на диэлектрические потери.

Высоковольтные линии постоянного тока могут передавать большую мощность по проводнику, т.к. при заданной номинальной мощности постоянное напряжение в линии постоянного тока ниже, чем амплитудное напряжение в линии переменного тока.

Поскольку величина напряжения определяет толщину изоляции и расстояние между проводниками, то расходы на высоковольтные передачи постоянного тока меньше по сравнению с аналогичными передачами переменного тока.

Линии постоянного тока не порождают электромагнитное поле сверхнизких частот (СНЧ), как это характерно для линий переменного тока. Хотя в прошлом высказывались некоторые опасения относительно вреда для здоровья, оказываемого такими полями, в том числе подозрения на рост уровня лейкемии, современное научное сообщество не рассматривает источники СНЧ, и связанные с ними поля, как вредные для здоровья.

Применение оборудования высоковольтных линий постоянного тока не исключает возникновение электрических полей, потому что всё равно существует градиент напряжения между проводником и землей. Но подобные электрические поля не оказывают влияние на здоровье.

Поскольку высоковольтная передача постоянного тока допускает передачу энергии между не синхронизированными системами переменного тока, то это позволяет увеличить устойчивость системы. Этот факт препятствует каскадному распространению аварии из одной части энергосистемы в другую, при этом электроэнергия продолжает поступать в систему и из нее в случае незначительных аварий.

Наличие указанных свойств послужило толчком к более широкому применению технологии высоковольтных передач постоянного тока. Перетоки мощности через линию передачи постоянного тока регулируются за счет использования систем управления или преобразовательных подстанций. Перетоки мощности не зависят от режима работы подключенных энергетических систем.

Таким образом, в отличие от линий переменного тока, связывающих две энергосистемы, межсистемные связи линий постоянного тока могут иметь сколь угодно низкую пропускную способность, исключая проблему слабых связей, и сами линии могут проектироваться с учетом оптимальных перетоков мощности.

Помимо этого, исключены проблемы синхронизации различных систем оперативного управления в разных энергетических системах. Высокоскоростные системы аварийного управления на высоковольтных линиях постоянного тока еще больше увеличивают устойчивость и надежность всей энергосистемы. Более того, регулирование перетоков мощности может быть использовано для устранения колебаний в энергосистемах или на высоковольтных линиях переменного тока, работающих параллельно.

Вышеупомянутые преимущества способствуют применению вставок постоянного тока для разбиения больших энергосистем на несколько несинхронизированых частей.

Например, быстро растущая энергосистема Индии построена в виде нескольких региональных систем, соединенных друг с другом высоковольтными линиями постоянного тока, компенсационными преобразователями с центральным управлением всеми элементами высоковольтной линии постоянного тока.

В Китае высоковольтные линии постоянного тока (800 кВ) так же станут основным средством для передачи больших мощностей на протяжённые расстояния от крупных ГЭС и термальных ЭС.

Источник: Electrical Engineering Portal

стоимость услуг поликлиники в медицинском центре в Коломенском

• Гальванизация 

это воздействие постоянным электрическим током.

• Электофорез 

это введение лекарственных препаратов с помощью тока и создание депо над необходимой для воздействия зоной.

Эти физиопроцедуры выполняются на аппарате ПОТОК 1 физиопроцедура усиливает крово- и лимфообращение, повышает всасывающую способность тканей, стимулирует обменно-трофические процессы, ускоряет регенерацию нервной, костной и соединительной ткани. Постоянный ток оказывает общее и рефлекторное действие на организм в целом и на отдельные органы и ткани, рефлекторно связанные с зоной воздействия.

Показания: Заболевания периферической нервной системы: невриты(после инсульта, поражения лицевого и тройничного нервов) центральной, вегетативной нервной системы (расстройства эмоционального состояния, сна, повышенная потливость, спастические боли) , гипертоническая болезнь 1-П А стадии, атеросклероз аорты и периферических артерий; болезни органов дыхания, пищеварения, костей, суставов; заболевания мочеполовых, ЛОР органов.

• Амплипульстерапия 

(аппарат АМПЛИПУЛЬС 7) или воздействие синусоидальными модулированными токами вызывает в организме улучшение трофики, оказывает анальгезирующее действие, противоотечное, стимулирующее действие на периферические нервные рецепторы кожных покровов. С помощью синусоидальных модулированных токов возможно введение в организм лекарственных веществ.

Показания: Неврозоподобные заболевания различного генеза, заболевания периферической нервной системы (невриты, плекситы), дегенеративно-дистрофические заболевания суставов и позвоночника, грыжи межпозвоночных дисков, окклюзионные заболевания периферических аритерий, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, воспалительные и спаечные заболевания и дисфункции женских половых органов, атония предстательной железы и мочевого пузыря, хронический простатит.

• Интерференцтерапия (аппарат АИТ-50) 

— это воздействие токами средней интенсивности, процедура снижает тонус мускулатуры, оказывает сосудорасширяющее, обезболивающее, уменьшает отек, снижает артериальное давление при воздействии на шейно-воротниковую зону, оказывает седативное действие.

Показания: Гипертоническая болезнь1-2степени, церебральный атеросклероз, нейроциркуляторная дистония, неврастения, хронические интоксикации, неврозы, невралгии тройничного нерва, шейный, поясничный остеохондроз, дискинезии желчевыводящих путей, дисфункции женских половых органов.

• Электростимуляция (аппарат АМПЛИТПУЛЬС и МАГНОН 2)
  

Электростимуляция используется для восстановления функции нервно-мышечного аппарата при повреждении нервного волокна при травмах, переломах. Под влиянием электростимуляции увеличивается кровообращение, энергетика нерва, стимулируются обменные процессы. Электростимуляция предупреждает развитие атрофии и увеличивает силу мышц, предупреждает развитие контрактуры.

Показания: Вялые спастические парезы и параличи различного происхождения, дегенеративно-дистрофическими заболеваниями нервной системы и позвоночника. Центральные парезы и параличи. Гипотрофия мышц. Истерические парезы и параличи. Послеоперационные парезы и параличи. Атония сфинктера мочевого пузыря. Хронический простатит.

• Электросонтерапия (аппарат ЭГСАФ-01)
  

Лечебные эффекты: седативный и транквилизирующий, анальгетический, гипотензивный, нормализует процессы возбуждения и торможения на уровне коры головного мозга.

Показания: Неврозы, алкогольный, абстинентный синдромы, вегетативно-сосудистая дистония, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, энцефалопатия, язвенная болезнь желудка, 12-перстной кишки, нейродермит, экзема, метеотропные реакции.

•  Дарсонвализация

При местной дарсонвализации электрический разряд раздражает рецепторы кожи или слизистой оболочки и оказывает на них легкое возбуждающее действие. Возникающая импульсация поступает в кору головного мозга и изменяет функциональное состояние центральной и вегетативной нервной системы и рефлекторным путем оказывает действие на различные органы и системы.
Возникает сосудистая реакция, расширяются капилляры и артериолы, повышается тонус вен и лимфатических сосудов, улучшается трофика тканей и процессы регенерации. Оказывает обезболивающее, противовоспалительное, противоотечное, спазмолитическое действие

Показания: Функциональные расстройства нервной системы, невриты, невралгии, варикозная болезнь вен нижних конечностей и геморроидальных вен, трофические язвы, воспалительные заболевания женской половой сферы, очаговое облысение головы, дерматит, жирная себорея, парадонтоз, гингивит, отит.

Жизнедеятельность организма зависит от движения заряженных частиц. Любой процесс: сокращение мышечной ткани, секреция желудочного сока и гормонов, даже появление мысли – регулируется взаимодействием между разнозаряженными частицами.

В физиотерапии используется способность нервных окончаний реагировать на действие постоянного электрического тока. Рецепторы передают сигналы по нервным окончаниям в ядра центральной нервной системы. Так формируется общая реакция организма на лечение электрическим током. Дополнительная энергия используется для ускорения обменных процессов, что усиливает иммунные реакции.

Местное воздействие (электрофорез, ионофорез) используется для передачи лекарственных веществ в виде заряженных ионов непосредственно к очагу воспаления. Например, инъекцию лекарственного вещества в почку или позвоночник сделать невозможно.

Диадинамический ток снимает болевые ощущения, стимулирует процессы нервно-мышечной передачи, ускоряет местный обмен веществ в точке приложения. Воздействие гальванического тока способствует расширению просвета сосудов и ускорению циркуляции крови, что способствует скорейшему заживлению пораженных органов и тканей.

Транскраниальная стимуляция постоянным током в сравнении с имитацией лечения невнимательности у взрослых с синдромом дефицита внимания/гиперактивности: рандомизированное клиническое исследование TUNED | Синдром дефицита внимания/гиперактивности | JAMA Психиатрия

Эта проблема

Просмотр показателей

• Скачать PDF
• Полный текст

• Поделиться

  Твиттер Фейсбук Эл. адрес LinkedIn

• Процитировать это
• Разрешения

Первоначальное расследование

3 августа 2022 г.

Дуглас Тейшейра Леффа, доктор медицины, доктор философии ^1,2 ; Эудженио Орасио Гревет, доктор медицинских наук ^1,2 ; Клэйтон Энрике Дотто Бау, доктор медицинских наук, ^1,3 ; и другие Майте Шнайдер ^1,2 ; Каролина Приетто Феррацца ^1,2 ; Роберта Францели да Силва ^1,2 ; Марина Сильва Миранда, бакалавр наук ^1,2 ; Фелипе Пикон, доктор медицинских наук ^1,2 ; Стефания Пигатто Техе, MD ^1,2 ; Пауло Санчес, доктор философии ⁴ ; Дантон Перейра, MSc ⁴ ; Катя Рубиа, к.м.н. ⁵ ; Андре Руссовски Брунони, доктор медицинских наук ⁶ ; Джоан А. Кампродон, доктор медицинских наук, MPH ⁷ ; Вольней Каумо, доктор медицинских наук, ^8,9,10 ; Луис Аугусто Роде, доктор медицинских наук ^1,2,11

Принадлежность автораИнформация о статье

• ¹ Программа амбулаторного лечения СДВГ и программа развития психиатрии, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, Бразилия

• ² Кафедра психиатрии, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул, Порту-Алегри, Бразилия

• ³ Факультет генетики, Институт биологических наук, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул, Порту-Алегри, Бразилия

• ⁴ Лаборатория биомедицинских инженеров, Клинический госпиталь Порту-Алегри, Порту-Алегри, Бразилия

• ⁵ Кафедра детской и подростковой психиатрии, Институт психиатрии, психологии и неврологии, Королевский колледж Лондона, Лондон, Соединенное Королевство

• ⁶ Служба междисциплинарной нейромодуляции, кафедра и институт психиатрии, Университет Сан-Паулу, Сан-Паулу, Бразилия

• ⁷ Отделение нейропсихиатрии и нейромодуляции, Массачусетская больница общего профиля, Гарвардская медицинская школа, Бостон

• ⁸ Лаборатория боли и нейромодуляции, Клинический госпиталь Порту-Алегри, Порту-Алегри, Бразилия

• ⁹ Последипломная программа медицинских наук, Школа медицины, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул, Порту-Алегри, Бразилия

• ¹⁰ Кафедра хирургии, Медицинский факультет, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул, Порту-Алегри, Бразилия

• ¹¹ Национальный институт психиатрии развития детей и подростков, Сан-Паулу, Бразилия

Джама Психиатрия. 2022;79(9):847-856. doi:10.1001/jamapsychiatry.2022.2055

Полный текст

Ключевые моменты

Вопрос Является ли домашняя транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) безопасным и эффективным методом лечения невнимательности у взрослых с синдромом дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ)?

Выводы В этом рандомизированном клиническом исследовании, включавшем 64 взрослых пациента с СДВГ, которые не принимали стимулирующие препараты, ежедневное лечение с помощью домашнего устройства tDCS в течение 4 недель значительно улучшало симптомы невнимательности по сравнению с симуляцией. tDCS не был связан с серьезными побочными эффектами.

Значение В этом исследовании tDCS была безопасным и хорошо переносимым эффективным средством лечения невнимательности у взрослых с СДВГ.

Абстрактный

Важность Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) может улучшить симптомы невнимательности у взрослых с синдромом дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ). Тем не менее, предыдущие испытания характеризуются небольшими размерами выборки, гетерогенными методологиями и короткими периодами лечения с использованием tDCS на базе клиники.

Цель Определить эффективность и безопасность tDCS в домашних условиях при лечении симптомов невнимательности у взрослых пациентов с СДВГ.

Дизайн, настройка и участники Рандомизированное двойное слепое параллельное плацебо-контролируемое клиническое исследование (tDCS для лечения симптомов невнимательности у взрослых пациентов с СДВГ [TUNED]), проводившееся с июля 2019 года по июль 2021 года в одноцентровой амбулаторной академической среде. Из 277 потенциальных участников, отобранных по телефону, 150 были оценены на соответствие требованиям на месте, и 64 были включены. Участниками были взрослые с СДВГ, невнимательным или комбинированным подтипом. Критерии исключения включали текущее лечение стимулирующими препаратами, текущие умеренные или тяжелые симптомы депрессии или тревоги, диагноз биполярного расстройства с маниакальным или депрессивным эпизодом в прошлом году, диагноз шизофрении или другого психотического расстройства и диагноз расстройства аутистического спектра; 55 участников завершили последующее наблюдение через 4 недели.

Вмешательства Тридцатиминутные ежедневные сеансы tDCS в домашних условиях в течение 4 недель, префронтальная стимуляция анодного правого и катодного левого 2 мА с 35-сантиметровыми угольными электродами ² .

Основные результаты и меры Оценки невнимательности в управляемой врачом версии Шкалы самооценки взрослых с СДВГ версии 1.1 (CASRS-I).

Результаты В это исследование были включены 64 участника с СДВГ (31 [48%] невнимательная манифестация и 33 [52%] комбинированная манифестация) со средним (СО) возрастом 38,3 (9 лет)..6 лет. Тридцать участников (47%) были женщинами и 34 (53%) мужчинами. Пятьдесят пять закончили испытание. На 4-й неделе средний (SD) показатель невнимательности, измеренный с помощью CASRS-I, составил 18,88 (5,79) в группе активной tDCS и 23,63 (3,97) в группе фиктивной tDCS. Линейные модели смешанных эффектов выявили статистически значимое влияние временного взаимодействия на CASRS-I (βвзаимодействие = –3,18; 95% ДИ от –4,60 до –1,75; P  < 0,001), демонстрируя уменьшение симптомов невнимательности при активной tDCS. группа по 3 оценкам по сравнению с фиктивной группой tDCS. Легкие нежелательные явления чаще встречались в группе активной tDCS, особенно покраснение кожи, головная боль и ожог кожи головы.

Выводы и актуальность В этом рандомизированном клиническом исследовании ежедневное лечение с помощью домашнего устройства tDCS в течение 4 недель улучшило внимание у взрослых пациентов с СДВГ, которые не принимали стимулирующие препараты. Домашняя tDCS может быть немедикаментозной альтернативой для пациентов с СДВГ.

Пробная регистрация Идентификатор ClinicalTrials.gov: NCT04003740

Полный текст

Добавить или изменить учреждение

• Кислотная основа, электролиты, жидкости
• Лекарство от зависимости
• Аллергия и клиническая иммунология
• Анестезиология
• Антикоагулянты
• Искусство и изображения в психиатрии
• Кровотечение и переливание
• Кардиология
• Уход за тяжелобольным пациентом
• Проблемы клинической электрокардиографии
• Клиническая задача
• Поддержка принятия клинических решений
• Клинические последствия базовой нейронауки
• Клиническая фармация и фармакология
• Дополнительная и альтернативная медицина
• Заявления о консенсусе
• Коронавирус (COVID-19)
• Медицина интенсивной терапии
• Культурная компетенция
• Стоматология
• Дерматология
• Диабет и эндокринология
• Интерпретация диагностических тестов
• Разнообразие, равенство и инклюзивность
• Разработка лекарств
• Электронные медицинские карты
• Неотложная медицинская помощь
• Конец жизни
• Гигиена окружающей среды
• Этика
• Пластическая хирургия лица
• Гастроэнтерология и гепатология
• Генетика и геномика
• Геномика и точное здоровье
• Гериатрия
• Глобальное здравоохранение
• Справочник по статистике и медицине
• Рекомендации
• Заболевания волос
• Модели медицинского обслуживания
• Экономика здравоохранения, страхование, оплата
• Качество медицинской помощи
• Реформа здравоохранения
• Медицинская безопасность
• Медицинские работники
• Различия в состоянии здоровья
• Несправедливость в отношении здоровья
• Информатика здравоохранения
• Политика здравоохранения
• Гематология
• История медицины
• Гуманитарные науки
• Гипертония
• Изображения в неврологии
• Наука внедрения
• Инфекционные болезни
• Инновации в оказании медицинской помощи
• Инфографика JAMA
• Право и медицина
• Ведущее изменение
• Меньше значит больше
• ЛГБТК
• Образ жизни
• Медицинский код
• Медицинские приборы и оборудование
• Медицинское образование
• Медицинское образование и обучение
• Медицинские журналы и публикации
• Меланома
• Мобильное здравоохранение и телемедицина
• Нарративная медицина
• Нефрология
• Неврология
• Неврология и психиатрия
• Примечательные примечания
• Сестринское дело
• Питание
• Питание, Ожирение, Упражнения
• Ожирение
• Акушерство и гинекология
• Гигиена труда
• Онкология
• Офтальмологические изображения
• Офтальмология
• Ортопедия
• Отоларингология
• Лекарство от боли
• Патология и лабораторная медицина
• Уход за пациентами
• Информация для пациентов
• Педиатрия
• Повышение производительности
• Показатели эффективности
• Периоперационный уход и консультации
• Фармакоэкономика
• Фармакоэпидемиология
• Фармакогенетика
• Фармация и клиническая фармакология
• Физическая медицина и реабилитация
• Физиотерапия
• Руководство врача
• Поэзия
• Здоровье населения
• Профилактическая медицина
• Профессиональное благополучие
• Профессионализм
• Психиатрия и поведенческое здоровье
• Общественное здравоохранение
• Легочная медицина
• Радиология
• Регулирующие органы
• Исследования, методы, статистика
• Реанимация
• Ревматология
• Управление рисками
• Научные открытия и будущее медицины
• Совместное принятие решений и общение
• Препарат для сна
• Спортивная медицина
• Трансплантация стволовых клеток
• Хирургия
• Хирургические инновации
• Хирургические жемчужины
• Обучаемый момент
• Технологии и финансы
• Искусство JAMA
• Искусство и медицина
• Рациональное клиническое обследование
• Табак и электронные сигареты
• Токсикология
• Травмы и травмы
• Приверженность лечению
• УЗИ
• Урология
• Руководство пользователя по медицинской литературе
• Вакцинация
• Венозная тромбоэмболия
• Здоровье ветеранов
• Насилие
• Женское здоровье
• Рабочий процесс и процесс
• Уход за ранами, инфекция, заживление

Сохранить настройки

Политика конфиденциальности | Условия использования

Как работает мощность постоянного тока?

Существует два основных типа электрического тока, протекающего через ваш дом: переменный и постоянный. Подавляющее большинство устройств вокруг вас питаются от переменного тока.

Содержание

• Как работает постоянный ток?
• Как работает переменный ток?
• Где наиболее полезен постоянный ток?

Позволяя электронам течь и течь по проводам вашего дома, можно быстро удовлетворить меняющиеся потребности в электричестве. Однако когда-то постоянный ток был стандартом, и только после завершения десятилетней вражды между Николой Теслой и Томасом Эдисоном мир остановился на переменном токе.

Как работает постоянный ток?

Постоянный ток довольно прост. Мощность постоянного тока течет строго в одном направлении. Это означает, что электроны выталкиваются из генератора энергии и продолжают двигаться вперед по проводу, пока не доберутся до вашего устройства, не выполнят свою работу, а затем продолжат движение через розетку, чтобы завершить свою цепь.

Энергия постоянного тока обычно генерируется путем вращения проволочной катушки внутри магнита. Здесь происходит потеря эффективности из-за искр и тепла, вызванных трением определенных движущихся частей. Ток генерируемой мощности постоянного тока зависит от того, насколько быстро вращается этот двигатель, и поддерживается постоянным. Приборы должны работать на одном и том же токе, чтобы избежать перегрузки или недостаточной мощности. Когда мощность постоянного тока была частью сети, это приводило к тому, что несколько перекрывающихся поставщиков электроэнергии, каждый из которых генерировал определенные напряжения, совместимые только с приборами с соответствующими характеристиками. Это был беспорядок.

Как работает переменный ток?

Veichi

Электроны переменного тока движутся вперед и назад по проводу. Это вызвано изменением способа выработки электроэнергии. Энергия переменного тока обычно генерируется путем вращения магнита внутри проволочной катушки. Когда магнит вращается, его полюса поочередно толкают и притягивают электроны в окружающей катушке.

В то время как постоянный ток выглядел бы как одна прямая линия при измерении тока во времени, переменный ток больше похож на синусоиду: подъем, достижение пика, затем падение и, в конце концов, обратное движение. Преимущество здесь заключается в том, что интервалы между пиками и впадинами могут быть сокращены или удлинены, чтобы изменить конечный ток и удовлетворить потребности. Это сделало передачу энергии более гибкой, чем постоянный ток, поскольку все устройства с переменным напряжением могли выиграть. Однако электричество терялось всякий раз, когда мощность переменного тока необходимо было преобразовать в постоянный ток дома.

Где постоянный ток наиболее полезен?

Если переменный ток так хорош, зачем вообще беспокоиться о постоянном токе? Несмотря на то, что большинство наших домашних устройств потребляют достаточно нестабильную мощность для использования переменного тока, есть несколько приложений, в которых постоянный ток более эффективен. Большой заряжает аккумуляторы. Аккумуляторы обычно имеют одно высокое напряжение, при котором они заряжаются и разряжаются. (Да, некоторые из более причудливых аккумуляторов имеют микроконтроллеры для настройки, которые обычно используются с ручками для вейпинга. ) Когда вы заряжаете стандартные батареи AA или AAA, зарядное устройство преобразует переменное напряжение от вашей стены в постоянное.

Обзоры экологически чистой энергии

Как уже упоминалось, при этих преобразованиях происходит потеря эффективности, но если бы вы могли получать энергию от источника постоянного тока, вы могли бы наслаждаться повышенной электрической эффективностью. Солнечные батареи являются прекрасным примером. Солнечная энергия генерирует постоянный ток, и эффективность преобразования его в переменный ток для немедленного использования снижается. Тем не менее, накачка солнечной энергии постоянного тока в аккумулятор максимизирует количество электричества, которое может быть получено. Контроллер заряда солнечной батареи между ними обеспечивает наиболее эффективную передачу с учетом переменной мощности солнечной батареи.

К сожалению, в какой-то момент эту энергию от батареи все равно придется преобразовать в переменный ток, чтобы она хорошо работала с большинством бытовой техники в доме. Некоторые бытовые приборы с постоянным энергопотреблением могут надежно подключаться напрямую к источнику постоянного тока. В частности, морозильники и холодильники постоянного тока популярны в автономных домах, поскольку они позволяют избежать потери эффективности при преобразовании в переменный ток. Некоторые предприимчивые люди даже смогли спроектировать дом с питанием от постоянного тока. Помимо потребительских приложений, вы также увидите высоковольтные линии постоянного тока, подаваемые на трансформаторы, где они преобразуются в переменный ток, прежде чем попасть в жилые районы.

В конце концов, постоянный ток приближает вас к источнику питания с более высокой эффективностью, чем переменный ток, но, поскольку наши потребности в электричестве имеют тенденцию меняться, переменный ток дает нам гибкость, необходимую для быстрого переключения передач.

Рекомендации редакции

• Несмотря на свои новые функции, Astro по-прежнему непрактична для большинства людей.
• Amazon Astro получает новые функции, ориентированные на домашних животных и безопасность
• Все, что было анонсировано на осеннем мероприятии Amazon 2022: новые Echo, Fire TV, Kindle Scribe и многое другое
• Камеры New Ring получили радар, новый дизайн, и теперь они могут управлять роботом Amazon Astro.
• Blink получает проводную прожекторную камеру и поворотно-наклонное крепление

Одновременная транскраниальная и чрескожная спинальная стимуляция постоянным током для улучшения результатов спортивных результатов у опытных боксеров

Abstract

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) является одним из быстро развивающихся экспериментальных подходов к улучшению спортивных результатов. Кроме того, недавно были проведены новые исследования влияния чрескожной стимуляции спинного мозга постоянным током (tsDCS) на двигательные функции, такие как сокращение времени реакции. Воздействие tDCS и tsDCS может быть связано с измененной спонтанной нервной активностью и мембранными потенциалами кортикальных и кортикомотонейрональных клеток соответственно. Учитывая недостаток эмпирических исследований неинвазивной стимуляции мозга в спортивной неврологии, особенно в боксе, в настоящем исследовании изучалось влияние нейромодуляции на двигательные и когнитивные функции профессиональных боксеров. Выборку исследования составили 14 опытных боксеров-мужчин, которые получали случайную последовательную стимуляцию постоянным или реальным током первичной моторной коры (М1) и параспинальной области (соответствующей области кисти) в два сеанса с интервалом 72 часа. В отличие от имитации стимуляции, реальная стимуляция улучшала избирательное внимание и время реакции опытных боксеров [усиленное избирательное внимание (9).0176 p  < 0,0003), уменьшенное время реакции правой руки ( p  < 0,0001) и время реакции левой руки ( p  < 0,0006)]. Между тем вмешательство не оказало влияния на когнитивные функции участников ( p  > 0,05). Мы продемонстрировали, что одновременная стимуляция спинного мозга и M1 может улучшить результаты опытных боксеров посредством нейромодуляции. Настоящий дизайн исследования может быть расширен для изучения роли нейростимуляции в других областях спорта.

Введение

Три атрибута «быть быстрее, ловчее и сильнее в спортивных достижениях», возможно, считаются ключевыми столпами в большинстве соревновательных видов спорта. В последние годы среди исследователей растет интерес к перекрестным связям спортивной науки с неврологией и использованию немедикаментозных подходов к стимуляции мозга, включая нейромодуляцию, для повышения спортивных результатов ¹ . Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) — неинвазивная методика, при которой слабый постоянный ток приводит к изменению возбудимости головного мозга.

В этой области Дэвис ввел термин «нейродопинг», который относится к использованию новых методов для повышения физической и умственной работоспособности спортсменов ² . В некоторых более ранних отчетах также было подтверждено, что неинвазивные методы стимуляции мозга могут потенциально улучшить двигательное обучение, мышечную силу, а также определенные двигательные навыки и снизить уровень усталости и воспринимаемой нагрузки ³ . На практике tDCS пропускает слабый (1–2 мА) постоянный ток через электроды, наложенные на кожу головы на 5–20 мин. Известно, что часть этого электрического тока, который передается в ткань мозга, влияет на возбудимость нейронов, порог потенциала действия и последующие изменения посредством нейропластичности ⁴ .

Некоторые недавние исследования продемонстрировали улучшение спортивных результатов с помощью tDCS. А именно, было обнаружено, что анодная стимуляция височной коры (TC) снижает воспринимаемую нагрузку и частоту сердечных сокращений и улучшает общую производительность у профессиональных велосипедистов. Стимуляция может улучшить их пиковую выходную мощность (PPO: максимальная мощность, которую велосипедист может поддерживать при езде на велосипеде более 1 минуты) на 4% ⁵ .

В другом отчете авторы наблюдали, что одновременная стимуляция моторной коры (область ног) и левой височной коры значительно улучшает показатели спортивных результатов по силовым и выносливым переменным ⁶ .

В более раннем исследовании наша команда показала, что одновременное торможение дорсолатеральной префронтальной коры (длПФК) и стимуляция коры мозжечка повышают точность стрельбы у профессиональных стрелков из пистолета. Действительно, наше вмешательство увеличило средний балл стрельбы опытных стрелков из пистолета на 2,3%. Однако стимуляция не могла не сказаться на скорости/задержке стрельбы спортсменов. Кроме того, tDCS уменьшала количество треморов, характерных для конкретных задач, что потенциально подтверждает театральную взаимосвязь между вызванным tDCS уменьшенным физиологическим тремором и улучшенными стрелковыми характеристиками ⁷ .

Чрескожная стимуляция спинного мозга постоянным током (tsDCS) — еще один метод неинвазивной стимуляции центральной нервной системы (ЦНС). Многие исследования подтвердили эффективность анодной tDCS по сравнению с M1 в улучшении двигательного обучения у здоровых людей ^8,9,10 , тогда как исследования tsDCS в основном были сосредоточены на пациентах ^11,12 , а не на здоровых людях. Согласно недавнему исследованию, анодная tsDCS улучшает рекрутирование двигательных единиц ¹³ . Учитывая приведенные выше данные, можно предположить, что интеграция методов tDCS и tsDCS может аддитивно или синергетически улучшать спортивные результаты.

В боксе большое значение имеют точность, ловкость и выносливость. Однако, насколько нам известно, до сих пор ни одно исследование не изучало влияние методов tDCS и tsDCS на боксеров. Более того, одновременная стимуляция головного и спинного мозга спортсменов не проводилась ни в одном исследовании. В боксе спортсмену необходимо нанести удар своему противнику, поэтому количество чистых ударов в боксе является основным критерием подсчета очков. Голова является основной целью боксеров, потому что удары в голову могут привести к серьезным травмам и нокауту, в результате чего судья может остановить поединок. Скорость реакции, точность и зрительно-пространственная рабочая память спортсменов могут существенно повлиять на результат боксерского поединка. В то время как модуляция этих факторов, по-видимому, в совокупности влияет на производительность боксера, исследования влияния нейростимуляции в боксе отсутствуют. Таким образом, это исследование выдвинуло гипотезу о том, что одновременная стимуляция головного и спинного мозга эффективна для улучшения двигательных и когнитивных способностей боксеров.

Материалы и методы

Участники

Это было факторное одногрупповое рандомизированное исследование, в котором субъектам назначали фиктивное или истинное вмешательство tDCS + tsDCS путем простой рандомизации в соотношении 1:1. Этическое одобрение для этого исследования было получено от Ширазского университета медицинских наук (SUMS) (№ 98-01-74-21827). Все методы были выполнены в соответствии с соответствующими руководящими принципами и правилами в соответствии с Хельсинкской декларацией.

Весь процесс, включая его обоснование и цель, роль участников и соображения безопасности были объяснены каждому кандидату простым языком. Затем участников попросили подписать письменное информированное согласие, в котором указывалось, что их данные останутся конфиденциальными, и они могут отказаться от участия в процессе по своему усмотрению в любое время в течение проекта. Согласие было составлено в двух идентичных экземплярах, один из которых участники могли оставить себе.

В исследование были включены профессиональные боксеры-мужчины, которые не менее 2 лет регулярно занимались боксом. Что касается часов обучения, участники тренировались 3 раза (всего примерно 6 часов) в неделю. Отбор случаев осуществлялся с помощью удобного кластерного метода случайной выборки, в результате чего были зарегистрированы 14 опытных боксеров из города Шираза. В данном исследовании любительский бокс (олимпийский бокс) рассматривается как вариант бокса, широко практикуемый на Олимпийских играх. Этот стиль и его правила были четко определены Международной боксерской ассоциацией Armature (http://www.aiba.org). Было подтверждено, что у участников нет психологических или неврологических расстройств. Они не только воздерживались от табака и алкоголя в течение 3 месяцев до тестов, но и не употребляли кофеиносодержащие вещества, такие как кофе, в дни тестов. Кроме того, все участники сообщили, что соблюдали рекомендуемые нами меры гигиены сна и придерживались своей обычной диеты в дни тестирования. Это исследование было одногрупповым рандомизированным испытанием, и участники последовательно получали либо фиктивную, либо настоящую tDCS посредством простой рандомизации. В таблице 1 представлена ​​демографическая информация об участниках.

Таблица 1. Демографические данные участников (n = 14), среднее ± SEM (стандартная ошибка среднего).

Полноразмерный стол

Схема эксперимента

Этот двойной слепой эксперимент был проведен в два сеанса с интервалом в 72 часа. Участникам ничего не знали о планах сеансов, а вмешательство проводил нейробиолог. Соответственно, экспериментаторы оставались слепыми к экспериментатору и участникам с точки зрения типа стимуляции (фиктивной или реальной). Участники были случайным образом распределены между фиктивными или настоящими tDCS на первом сеансе. Через 72 часа те, кто сначала получил фиктивный препарат, во втором сеансе получили настоящую tDCS, и наоборот. После стимуляции мозга боксеров попросили выполнить 2 задания из когнитивной платформы Cambridge Brain Sciences Cognitive Platform (CBS-CP). Параллельно оценивали гемодинамический ответ левой лобно-полярной области (ЛП1) с помощью гемоэнцефалографии (ГЭГ). После этого боксер разогрелся и выполнил по три максимальных сокращения каждой рукой, используя оценку силы хвата. Затем от боксеров требовалось выполнить три боксерских задания (избирательное внимание, время реакции и зрительно-пространственная рабочая память) (рис. 1А).

Рисунок 1

Протокол исследования, монтажи tDCS + tsDCS, использованные для стимуляции мозга и бокса. ( A ) Участникам случайным образом назначали фиктивную или настоящую tDCS + tsDCS при 2 мА в течение 13 минут в течение первого сеанса. Затем выполняли 2 задания, включающие пространственный охват (кратковременная память) и двойное беспокойство (торможение реакции) из CBS-когнитивной платформы (см. раздел «Материалы и методы») с интервалами отдыха 2 мин. Данные CBS-CP и HEG записывались одновременно, пока испытуемые выполняли задания. Позже они выполняли боксёрское задание и регистрировали их избирательное внимание, время реакции и кратковременную память. Через 72 часа реальная группа получила фиктивную tDCS + tsDCS, тогда как фиктивная группа получила настоящую tDCS в течение 13 минут, и они выполнили остальные задачи, аналогичные первому сеансу. ( B ) Анодные подушечки tDCS с током 2 мА были помещены на C3 и C4 (область руки M1) на курс 13 мин. Оба катодных электрода располагались билатерально рядом с остистыми отростками С5-Т1 и не перекрывались. Размер электродов показан на рисунке. ( C ) Участники вставали на одинаковое расстояние от стены каждые 2 дня. На стене со случайными интервалами появилось десять кругов. Время между появлением кругов на стене и воздействием на них удара боксеров принимали за время реакции.

Изображение полного размера

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)

Настоящая или фиктивная tDCS проводилась с помощью электростимулятора (Neurostim-2, Medina Teb, Tehran). В каждом экспериментальном сеансе смоченные физиологическим раствором электроды с губчатым покрытием (4 * 4 см ² ) помещали на интересующие области, как описано ниже. Участки кожи под электродами обрабатывали спиртом. Два анодных электрода были расположены билатерально над областью С3 и С4 (область руки М1) на основе международной системы размещения электродов 10-20 ЭЭГ, в то время как два катодных электрода были размещены билатерально рядом с остистыми отростками С5-Т1 и не перекрывались. В реальном сеансе ток увеличивался от 0 до 2 мА за 30 с и оставался постоянным в течение 13 мин. В фиктивном сеансе фиктивная стимуляция следовала за тем же монтажом реальной стимуляции, а через 30 с, несмотря на продолжающийся обратный отсчет и световые индикаторы, электрический ток отключался автоматически (рис. 1B).

Когнитивная платформа Cambridge Brain Science (CBS-CP)

Когнитивные способности во многих случаях являются основой спортивных функций ^14,15 . Чтобы определить положительное или отрицательное влияние нашего протокола нейростимуляции на когнитивные способности участников, была проведена когнитивная оценка. Для этого была использована мультимедийная компьютеризированная онлайн-платформа, работающая с тремя когнитивными компонентами более высокого порядка: мышлением, памятью и вербальными способностями. ¹⁶ . Используемым нами тестом была когнитивная платформа Cambridge Brain Science Cognitive Platform (CBS-CP). Из CBS-CP были выбраны задачи пространственного охвата (кратковременная память) и двойных проблем (торможение реакции) для оценки производительности участников в областях памяти и внимания соответственно.

Фронтополярная гемодинамическая реакция

Оценка кортикальных гемодинамических изменений является простым в использовании суррогатным маркером для измерения активности нейронов ¹⁷ . Гемодинамические изменения в левой лобнополярной области коры (FP1) можно измерить с помощью гемоэнцефалографии (ГЭГ). ответ ¹⁷ . В нашем исследовании эта оценка была проведена для выявления локальных внутричерепных гемодинамических изменений в префронтальной коре (ПФК) с использованием устройства для гемоэнцефалографии (ГЭГ) (набор ГЭГ в ближнем инфракрасном диапазоне, Исследовательский институт BIOCOMP, Лос-Анджелес, Калифорния). Таким образом, оптическую плотность в области FP1 регистрировали во время выполнения обеих задач CBS-CP либо после фиктивной, либо после реальной нейростимуляции.

Тест на силу хвата (HGS)

Участники сидели в правильном положении (приблизительно 90° бедро/колено) и им было предложено пройти тест на максимальную изометрическую силу хвата кистью с использованием динамометра (SAEHAN DHD-3, MSD Europe bvba). Для проведения теста локоть участника сгибали под углом 90°, в то время как он выполнял три максимальных сокращения попеременно в каждой руке с 30-секундным периодом отдыха между каждым сокращением. Средние значения среди этих испытаний в каждой руке были записаны для статистического анализа.

Задания на бокс (избирательное внимание, время реакции и кратковременная зрительно-пространственная память)

Задание на избирательное внимание

Это задание было разработано для оценки избирательного внимания участников после имитации или реальной tDCS. Участникам было предложено разогреться и выполнить тест на внимание к боксу. В этом тесте на стену перед боксерами проецировались круги трех разных цветов (красный, синий и желтый). Все участники были правшами в соответствии с Эдинбургской инвентаризацией рук (EHI) ¹⁸ . Их попросили ударить правыми (доминирующими) руками по красным кругам, а левой (не доминирующей) по синим. Боксерам пришлось сдерживать свои удары, когда на стене появились желтые круги. Испытание длилось 180 с. Цвета отображались случайным образом, и задержка их представления была совершенно непредсказуемой.

Задание на время реакции

Этот тест был разработан отдельно для каждой руки. Участники стояли на одинаковом расстоянии от стены в двух сеансах. Их расстояние до стены определялось по средней массе тела и росту боксеров (табл. 1) и оставалось одинаковым для реального ТЭС и ложного. На стене со случайными интервалами появилось десять кругов. Латентный период между появлением кругов на стене и воздействием на них удара боксера регистрировали как время реакции.

Задание на кратковременную память

В начале теста на стене появилось 9 кругов. Задача боксеров заключалась в том, чтобы обратить внимание, когда круги начнут последовательно мигать, а затем пробивать круги в той же последовательности. Успеваемость оценивалась по наибольшему количеству правильно воспроизведенных положений круга во время выполнения задания.

Анализ данных

Для задач избирательного внимания и кратковременной памяти процесс снимался на видео (1080p при 60 кадрах/с), и количество ошибок боксеров подсчитывалось в автономном режиме для статистического анализа.

Для оценки времени реакции вручную отслеживались траектории движения рук игроков со скоростью 60 кадров/с с помощью программного обеспечения Kinovea (версия 0. 8.15). Средние значения из десяти испытаний в каждой руке были записаны для статистического анализа (рис. 1C).

На основе нормальности распределения и однородности дисперсии использовались параметрические и непараметрические статистические тесты. Была проведена серия парных проб t -тестов для сравнения различий между симуляцией и реальной tDCS с точки зрения результатов эксперимента.

Кроме того, критерий знакового ранга Вилкоксона использовался для анализа данных, не имеющих нормального распределения. Различия между фиктивными и реальными сеансами tDCS оценивались на основе среднего ± SEM (стандартная ошибка среднего). Значения p ниже 0,05 считались статистически значимыми. Для анализа данных использовался статистический пакет SPSS (версия 22.0.0).

Результаты

В этом исследовании приняли участие 14 профессиональных боксеров-добровольцев.

В таблице 2 показан статистический анализ данных (таблица 2).

Таблица 2 Статистический анализ данных (значимо; NS: незначимо: *).

Полноразмерная таблица

Время реакции правой руки

Все участники были правшами. Анализ выявил статистически значимую разницу для времени реакции правой руки (ВР) между сеансами имитации и реальной DCS (рис. 2A). Реальный DCS по сравнению с имитационным может снизить среднее значение RT на 27,9.мс ( p  < 0,0001).

Рисунок 2

( A ): Точечные диаграммы, представляющие результаты участников для задания времени реакции (RHRT: время реакции правой руки; LHRT: время реакции левой руки). ( B ): Точечные графики, представляющие результаты участников для задач избирательного внимания и зрительно-пространственной памяти (SAA.: Избирательная оценка внимания; VSMA.: Оценка зрительно-пространственной памяти). *Значительный; нс: несущественно. (Избирательное внимание p  < 0,0003, время реакции правой руки p  < 0,0001 и время реакции левой руки p  < 0,0006).

Изображение в натуральную величину

Время реакции левой руки

Анализ также выявил статистически значимую разницу между временем реакции левой (не ведущей руки) боксеров в фиктивных и реальных сеансах ДКС (рис. 2А). Реальный DCS по сравнению с имитационным смог снизить среднее время ВУ на 35 мс ( p  < 0,0006).

Избирательное внимание

Анализ выявил статистически значимую разницу в показателе избирательного внимания между фиктивными и реальными сеансами DCS (рис. 2B). Примечательно, что реальный DCS по сравнению с фиктивным может снизить средний балл ошибки на 47,5% ( p  < 0,0003) (рис. 2B).

Зрительно-пространственная рабочая память

В этой оценке анализ не выявил статистически значимой разницы между сеансами имитации и реальной DCS ( p  > 0,05) (рис. 2Б).

Когнитивно-поведенческая оценка

Согласно нашим выводам, не было статистически значимой разницы в пространственном охвате и задачах с двойными проблемами между фиктивными и реальными сеансами DCS ( p  > 0,05) (рис. 3).

Рисунок 3

Точечные графики, представляющие результаты участников для когнитивно-поведенческой оценки (SST: задача пространственного охвата; DDT: задача двойной проблемы).

Полноразмерное изображение

Ответ гемоэнцефалографии (ГЭГ)

Серию тестов с парными образцами t использовали для сравнения мозгового кровотока в области FP1 в фиктивных и реальных сеансах DCS. В то время как спортсмены выполняли задачу двойной проблемы, их записи HEG не выявили статистически значимого увеличения гемодинамического ответа FP1 ( p  > 0,05).

Для задачи пространственного охвата гемодинамический ответ FP1 был сравним с ответом задачи двойной проблемы и не выявил статистически значимой разницы между сеансами имитации и реальной DCS ( р  > 0,05).

В состоянии покоя были получены аналогичные результаты и не было выявлено статистически значимой разницы между показателями участников в фиктивных и реальных сеансах DCS ( p  > 0,05) (рис. 4).

Рисунок 4

Точечные графики, представляющие ответы гемоэнцефалографии для когнитивно-поведенческих оценок и состояния покоя (SST: задача пространственного диапазона; DDT: задача двойной проблемы; RS: состояние покоя).

Полноразмерное изображение

Тест на силу хвата рук

Анализ результатов участников теста на силу хвата рук, записанных нашим цифровым динамометром, не выявил статистически значимых различий между симуляцией и реальными сеансами DCS. Эти анализы дали одинаковые результаты как для правой, так и для левой руки ( p  > 0,05) (рис. 5).

Рисунок 5

Точечная диаграмма, представляющая различия в силе хвата участников между реальной и фиктивной DCS (правая рука: правая рука; левая рука: левая рука).

Полноразмерное изображение

Обсуждение

Функциональное влияние tDCS и tsDCS может быть связано с изменением спонтанной нервной активности и мембранных потенциалов кортикальных и кортикокомотонейрональных клеток соответственно ¹⁸ . Основываясь на результатах более ранних исследований tDCS или tsDCS и их влиянии на двигательную активность, было обнаружено, что любой из этих методов эффективно улучшает двигательные результаты у здоровых людей и профессиональных спортсменов ^19,20,21 .

Однако эти модальности еще не исследовались у боксеров ни по отдельности, ни в комбинации. Опираясь на имеющиеся данные, настоящее исследование выдвинуло гипотезу об эффективности этого комбинированного подхода у боксеров и оценило показатели результатов. Тем не менее, вопросы о том, будет ли эффективна каждая модальность сама по себе, или комбинированный эффект является аддитивным или синергетическим, еще предстоит изучить и не были в центре внимания настоящего исследования.

Безусловно, для ответа на вышеуказанные адресованное выше, можно рассматривать как потенциальную силу в процессе становления нашего исследования. Одним из ключевых ограничений нашей работы был относительно небольшой размер выборки, что помешало нам провести многогрупповое рандомизированное контролируемое исследование на данном этапе.

В совокупности в настоящем исследовании был проведен сравнительный анализ двигательных исходов у боксеров в рамках исследования с одной группой с помощью случайных последовательных сеансов стимуляции с помощью реальной/фиктивной комбинации tDCS и tsDCS (рис. 1A) и может подтвердить эффективность этого вмешательства на основе по исходной гипотезе.

Результаты нашего исследования показывают, что одновременная стимуляция моторной коры и спинного мозга значительно улучшает избирательное внимание и скорость реакции у опытных боксеров. Методы нейромодуляции и стимуляции мозга в последние годы использовались для улучшения спортивных результатов; тем не менее, несколько систематических исследований ^2,7,22,23 анализировали эти новые методы. В большинстве доступных спортивных исследований изучалась выносливость спортсменов ^5,23 , и, похоже, ни один исследователь не изучал влияние стимуляции мозга на точность, ускорение и зрительно-пространственную память опытных боксеров. Принимая во внимание критическую роль головного и спинного мозга в спортивных результатах ²⁴ , в этом исследовании изучалось, улучшает ли одновременная стимуляция спинного мозга и первичной моторной коры (в области рук) когнитивную обработку и производительность боксеров. Также было исследовано влияние этой стимуляции на когнитивные функции спортсменов (зрительно-пространственная рабочая память и избирательное внимание).

Фуруя и др. . ²⁵ пришел к выводу, что максимальная способность профессиональных пианистов (как типичный пример моторного обучения) ограничена и не может быть увеличена с помощью метода tDCS. Несмотря на их результаты, мы привлекли профессиональных боксеров, чтобы определить, существует ли аналогичный предел возможностей у профессиональных боксеров, или стимуляция ЦНС может помочь им достичь еще более высоких уровней своих спортивных результатов.

Исследования показали, что экстремальные виды спорта могут вызывать центральную усталость и снижение спинальных рефлексов ^26,27,28 . Было показано, что стимуляция спинного мозга над позвонками T11 и T12 улучшает показатели взрывного вертикального прыжка человека ²¹ . Точный механизм стимуляции tsDCS еще не обнаружен; однако было обнаружено, что tsDCS модулирует функцию спинного мозга и тем самым улучшает двигательную активность, облегчая функцию двигательных нейронов спинного мозга ¹¹ . TsDCS также ингибирует передачу болевых сигналов на поверхность спинного мозга, и это также может быть эффективным в соревновательных видах спорта, сопровождающихся сильными мышечными болями ¹¹ . Хотя в нескольких исследованиях изучалось влияние tsDCS на здоровых людей, во многих исследованиях изучалось влияние tDCS на двигательные функции здоровых людей. Например, было показано, что tDCS снижает воспринимаемый уровень усталости и повышает уровень выносливости у спортсменов путем модулирования функции M1 9.0028 6,22 . Кроме того, вмешательство также было предложено для улучшения двигательного обучения у спортсменов ²⁹ и улучшения когнитивных функций у здоровых людей ³⁰ .

Тем не менее, эта стимуляция может также ухудшить когнитивные функции человека. Поскольку когнитивные функции чрезвычайно важны для спортсменов ^14,15 , исследования также должны исключить любые неблагоприятные или неблагоприятные эффекты нейростимуляции на когнитивные способности спортсменов. Поэтому мы использовали CBS-CP, чтобы определить любые возможные положительные или отрицательные эффекты нашего протокола стимуляции мозга на когнитивные функции участников. Эта платформа состоит из трех разделов, посвященных рассуждениям, памяти и вербальным навыкам (cambridgebrainsciences.com). Из каждого раздела было выбрано одно задание для изучения влияния tDCS на различные когнитивные аспекты. Мы показали, что предлагаемый монтаж tDCS не оказывает отрицательного влияния на когнитивные функции участников. Максимальный эффект от сеанса tDCS длится примерно 1 час ³¹ ; поэтому исследователям пришлось ограничить когнитивные оценки тремя задачами. Необходимы дальнейшие оценки, чтобы изучить, как этот тип стимуляции влияет на другие когнитивные функции.

Что касается продолжительности сеансов стимуляции, вопрос доза-реакция при ДКБ был предметом некоторых более ранних исследований. Исследования показали, что эффект по крайней мере 10-минутной стимуляции мозга будет длиться в течение часа после вмешательства ³² . Ницше и др. . показали, что эффекты сеанса tDCS (2 мА, 13 мин) продолжали сохраняться в течение 150 мин ³² . Кроме того, исследование велосипедистов и одно из наших более ранних исследований бодибилдеров показали эффективность 13-минутной стимуляции для повышения спортивных результатов ^6,22 . Таким образом, мы считали «13 минут» оптимальной продолжительностью стимуляции, уже изученной. Стоит отметить, что продолжительность стимуляции в большинстве исследований составляла 20 минут. Мы рассмотрели более короткую продолжительность стимуляции, так как это может быть удобнее перед спортивными соревнованиями.

Увеличение кортикоспинальной возбудимости и стимуляции могло играть важную роль в увеличении скорости реакции. Исследования показали, что стимуляция tDCS по сравнению с M1 может стимулировать кортикоспинальную активность ^32,33 . Вероятно, можно сделать вывод, что стимуляция моторной коры стимулирует эту область и увеличивает корково-спинномозговую активность при выполнении спортивных задач ³⁴ . Стимуляция M1, вероятно, привела к увеличению скорости реакции за счет использования большего количества двигательных единиц. Было показано, что использование антагонистов рецепторов NMDA (таких как декстрометорфан) снижает эффект tDCS 9.0028 35 . Согласно исследованиям, помимо скорости реакции, tDCS также может увеличивать силу удара. Анодальная tDCS над корой также может улучшить мышечную силу за счет использования большего количества двигательных единиц, вероятно, из-за острых корково-спинномозговых реакций ^6,36,37 . Кроме того, исследования показали, что tsDCS может улучшить двигательные рефлексы ³⁸ , что также может улучшить способности боксеров. ЦДКС, вероятно, объясняет большую часть улучшения скорости реакции; однако, поскольку избирательное внимание связано с более высокими функциями коры, техника tDCS, вероятно, играет более важную роль в улучшении этой способности.

Из-за ограниченного числа профессиональных боксеров в этом исследовании изучалось влияние как tDCS, так и tsDCS на боксеров; однако эти методы могут быть исследованы отдельно в будущих исследованиях. Исследователи также могут изучить влияние этих методов на силу удара боксеров.

Что касается ключевой работы «нейро-допинг», кажется, что необходимо сформулировать совершенно новую перспективу исследований и этических стандартов. Сегодня исследования в области спортивной неврологии находятся на грани определения рисков, опасений и преимуществ такого подхода в реальной жизни.

Слово «допинг» в широком смысле соответствует использованию незаконных средств, в частности наркотиков, для улучшения результатов спортсменов. Между тем спорное использование объединенных нейротехник для стимуляции мозга и нервной системы у здоровых людей вызвало интерес и вызвало некоторые опасения. Имеются сообщения о влиянии электрической (tES) или повторяющейся транскраниальной магнитной стимуляции (rTMS) на повышение физической и умственной работоспособности у профессиональных спортсменов ² .

Гипотезы о том, что tES или rTMS эффективны для улучшения показателей спортивных результатов, включая сокращение времени реакции на зрительные, слуховые и тактильные стимулы, уменьшение тремора и улучшение приобретения сложных двигательных навыков, были проверены в некоторых более ранних работах. расследования. Тем не менее, прямых сравнительных исследований эффектов rTMS и tES, похоже, не хватает. Существующий массив исследований постулирует, что стимуляция мозга с помощью rTMS и tES ускоряет моторное обучение и улучшает двигательные навыки в спортивных мероприятиях. Тем не менее, точные механизмы, участвующие в вышеупомянутом, должны быть тщательно изучены в расширенных исследованиях 9.0028 39 .

Кроме того, этический анализ использования или возможного использования нейродопинга в спорте остается без внимания. В этой области вопрос о том, следует ли добавлять tES или rTMS у здоровых профессиональных спортсменов в запрещенный список Всемирного антидопингового агентства (ВАДА), все еще открыт для обсуждения. Кроме того, вопрос о том, является ли «использование нейродопинга несправедливым», зависит не только от общей долгосрочной безопасности, а также от доступности и простоты использования спортсменами, но и от будущих правил и положений, которые должны быть установлены ВАДА. Коллективный анализ в недавней публикации показал, что в настоящее время «нейродопинг» не может считаться угрозой честности спорта. Тем не менее, приведенная выше уверенность во многом зависит от того, станут ли в будущем методы нейростимуляции одними из эффективных средств повышения спортивных результатов ^40,41 .

Заключение

В настоящем отчете в целом предполагается, что одновременная анодная tDCS на M1 и спинном мозге может помочь профессиональным боксерам улучшить свои общие результаты. Это исследование готовит почву для разработки протоколов стимуляции ЦНС для улучшения основных спортивных показателей, включая точность и скорость реакции. Учитывая влияние tsDCS на спинальные рефлексы, гипотетически это может улучшить стимуляцию моторной коры и улучшить спортивные результаты синергетическим образом. Учитывая положительное влияние этого монтажа на спортивные результаты опытных боксеров, он, вероятно, может повлиять на успех спортсмена в напряженных профессиональных соревнованиях.

Доступность данных

Авторы поделились «минимальным набором данных» для настоящего представления в соответствии с политикой журнала в отношении доступности данных.

Ссылки

1. Гроспретр, С., Руффино, К. и Лебон, Ф. Моторные образы и корково-спинальная возбудимость: Обзор. евро. Дж. Спортивные науки. 16 , 317–324 (2016).

   Артикул Google ученый

2. Дэвис, Нью-Джерси. Нейродопинг: стимуляция мозга как мера повышения производительности. Спорт Мед. 43 , 649–653 (2013).

   Артикул Google ученый

3. Кольцато, Л. С., Ницше, М. А. и Кибеле, А. Неинвазивная стимуляция мозга и нервная стимуляция улучшают спортивные результаты — обзор. Дж. Когн. Увеличить 1 , 73–79 (2017).

   Артикул Google ученый

4. «>

   Ницше, Массачусетс и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током: современное состояние 2008 г. Мозговая стимуляция. 1 , 206–223 (2008).

   Артикул Google ученый

5. Окано, А. Х. и др. Стимуляция мозга модулирует вегетативную нервную систему, оценивая воспринимаемую нагрузку и производительность во время максимальных упражнений. Бр. Дж. Спорт Мед. 49 , 1213–1218 (2015).

   Артикул Google ученый

6. Камали А.-М. и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током для улучшения спортивных результатов у опытных бодибилдеров. PLoS ONE 14 , e0220363 (2019).

   КАС Статья Google ученый

7. Камали, А.-М., Нами, М., Яхьяви, С.-С., Саади, З.К. и Мохаммади, А. Транскраниальная стимуляция постоянным током для помощи опытным стрелкам из пистолета в получении еще более высоких результатов. Мозжечок 18 , 119–127 (2019).

   КАС Статья Google ученый

8. Ницше, Массачусетс и др. Облегчение имплицитного двигательного обучения путем слабой транскраниальной стимуляции постоянным током первичной моторной коры человека. Дж. Когн. Неврологи. 15 , 619–626 (2003).

   Артикул Google ученый

9. Сауседо Маркес, К.М., Чжан, X., Суиннен, С.П., Мисен, Р. и Вендерот, Н. Влияние транскраниальной стимуляции постоянным током на двигательное обучение в зависимости от задачи. Перед. Гум. Неврологи. 7 , 333 (2013).

   Артикул Google ученый

10. Fritsch, B. и др. Стимуляция постоянным током способствует BDNF-зависимой синаптической пластичности: потенциальные последствия для моторного обучения. Нейрон 66 , 198–204 (2010).

    КАС Статья Google ученый

11. Коджаманян, Ф. и др. Чрескожная спинальная стимуляция постоянным током. Перед. Психиатрия 3 , 63 (2012).

    Артикул Google ученый

12. Хайде, А. и др. Эффекты чрескожной спинальной стимуляции постоянным током у пациентов с идиопатическим синдромом беспокойных ног. Стимуляция мозга. 7 , 636–642 (2014).

    КАС Статья Google ученый

13. Боччи, Т. и др. Катодная чрескожная спинальная стимуляция постоянным током (tsDCS) улучшает рекрутирование двигательных единиц у здоровых людей. Неврологи. лат. 578 , 75–79 (2014).

    КАС Статья Google ученый

14. «>

    Моран, А. П. Психология концентрации у спортсменов: когнитивный анализ (Psychology Press, 2016).

    Книга Google ученый

15. Чжоу, Дж. и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током снижает затраты на выполнение когнитивных задач, связанных с контролем походки и осанки. евро. Дж. Нейроски. 39 , 1343–1348 (2014).

    Артикул Google ученый

16. Хонарманд, К. и др. Возможности веб-нейрокогнитивной батареи для оценки когнитивных функций у выживших в критических состояниях. PLoS ONE 14 , e0215203 (2019).

    КАС Статья Google ученый

17. Серра-Сала, М., Тимонеда-Галларт, К. и Перес-Альварес, Ф. Оценка префронтальной активации и ее связи с когнитивными и эмоциональными процессами с помощью гемоэнцефалографии (ГЭГ). Дж. Нейротер. 16 , 183–195 (2012).

    Артикул Google ученый

18. Кристман, С. Д., Причард, Э. К. и Корсер, Р. Факторный анализ Эдинбургского перечня ручных рук: непостоянная ручность дает двухфакторное решение. Познание мозга. 98 , 82–86 (2015).

    Артикул Google ученый

19. Патель, Р. и др. Влияние транскраниальной стимуляции постоянным током на двигательную активность верхних конечностей у здоровых взрослых: систематический обзор и метаанализ. Перед. Неврологи. 13 , 1213 (2019).

    Артикул Google ученый

20. Grosprêtre, S. и др. Влияние транскраниальной стимуляции постоянным током на психомоторные, когнитивные и двигательные способности силовых спортсменов. науч. Отчет 11 , 1–13 (2021).

    Артикул Google ученый

21. Берри, Х. Р., Тейт, Р. Дж. и Конуэй, Б. А. Чрескожная стимуляция позвоночника постоянным током вызывает длительную устойчивость к усталости и улучшает взрывные вертикальные прыжки. PLoS ONE 12 , e0173846 (2017).

    Артикул Google ученый

22. Витор-Коста, М. и др. Повышение работоспособности при езде на велосипеде: Транскраниальная стимуляция постоянным током увеличивает время до утомления при езде на велосипеде. PLoS ONE 10 , e0144916 (2015).

    Артикул Google ученый

23. Чжу, Ф. Ф. и др. Катодная транскраниальная стимуляция постоянным током над левой дорсолатеральной областью префронтальной коры способствует имплицитному обучению моторике при игре в гольф. Стимуляция мозга. 8 , 784–786 (2015).

    Артикул Google ученый

24. Ноукс, Т. Д. Не пора ли отказаться от модели AV Hill? Спорт Мед. 41 , 263–277 (2011).

    Артикул Google ученый

25. Фуруя С., Ницше М.А., Паулюс В. и Альтенмюллер Э. Ранняя оптимизация ловкости пальцев опытных пианистов: значение транскраниальной стимуляции. BMC Neurosci. 14 , 35 (2013).

    Артикул Google ученый

26. Ноукс, Т. Д., Гибсон, А. С. К. и Ламберт, Э. В. От катастрофы к сложности: новая модель интегративной центральной нервной регуляции усилия и утомления во время упражнений у людей: резюме и выводы. Бр. Дж. Спорт Мед. 39 , 120–124 (2005).

    КАС Статья Google ученый

27. «>

    Гандевиа, С. С. Спинальные и супраспинальные факторы мышечной усталости человека. Физиол. Ред. 81 (4), 1725–1789. https://doi.org/10.1152/physrev.2001.81.4.1725 (2001 г.).

    КАС Статья пабмед Google ученый

28. Коми П.В. Цикл растяжения-сокращения: мощная модель для изучения нормальных и утомленных мышц. Дж. Биомех. 33 , 1197–1206 (2000).

    КАС Статья Google ученый

29. Мория, Э. и др. За пределами целевой области: комплексный взгляд на модуляцию моторной коры, вызванную tDCS, у пациентов и спортсменов. Дж. Нейроинж. Реабилит. 16 , 1–29 (2019).

    Артикул Google ученый

30. Huang, L., Deng, Y., Zheng, X. & Liu, Y. Транскраниальная стимуляция постоянным током с помощью halo sport улучшает повторяющиеся спринтерские циклы и когнитивные способности. Фронт. Физиол. 10 , 118 (2019).

    Артикул Google ученый

31. Ницше, М. А. и Паулюс, В. Устойчивое повышение возбудимости, вызванное транскраниальной стимуляцией моторной коры постоянного тока у людей. Неврология 57 , 1899–1901 (2001).

    КАС Статья Google ученый

32. Ницше, М. А. и Паулюс, В. Изменения возбудимости, вызванные в моторной коре человека слабой транскраниальной стимуляцией постоянным током. J. Physiol. 527 , 633–639 (2000).

    КАС Статья Google ученый

33. Кидджелл, Д. Дж., Гудвилл, А. М., Фрейзер, А. К. и Дейли, Р. М. Индукция пластичности коры и улучшение двигательной активности после односторонней и двусторонней транскраниальной стимуляции постоянным током первичной моторной коры. BMC Neurosci. 14 , 64 (2013).

    Артикул Google ученый

34. Чжоу, П. и Раймер, В. З. Факторы, определяющие форму связи между мышечной силой и ЭМГ: имитационное исследование. J. Нейрофизиол. 92 , 2878–2886 (2004).

    Артикул Google ученый

35. Ziemann, U. и др. Консенсус: Протоколы пластичности моторной коры. Стимуляция мозга. 1 , 164–182 (2008).

    Артикул Google ученый

36. Хенди, А. М. и Кидджелл, Д. Дж. Anodal-tDCS, применяемый во время односторонней силовой тренировки, увеличивает силу и корково-спинальную возбудимость в нетренированных гомологичных мышцах. Экспл. Мозг Res. 232 , 3243–3252 (2014).

    Артикул Google ученый

37. «>

    Леунг М., Ранталайнен Т., Тео В.-П. и Кидджелл, Д. Корково-спинномозговые реакции на силовые тренировки с метрономом, но не на самостоятельную силовую тренировку, аналогичны тренировкам двигательных навыков. Евро. Дж. Заявл. Физиол. 117 , 2479–2492 (2017).

    Артикул Google ученый

38. Lamy, J.-C., Ho, C., Badel, A., Arrigo, R. T. & Boakye, M. Модуляция H-рефлекса камбаловидной мышцы путем стимуляции постоянного тока спинного мозга у людей. J. Нейрофизиол. 108 , 906–914 (2012).

    Артикул Google ученый

39. Gazerani, P. Повышение работоспособности за счет стимуляции мозга. J. Спортивные науки. Мед. 16 , 438 (2017).

    ПабМед ПабМед Центральный Google ученый

40. Петерсен, Т. С. Спорт, нейродопинг и этика. Нейроэтика 1–4. https://doi.org/10.1007/s12152-021-09461-z (2021 г.).

    Артикул Google ученый

41. Мёллер В. и Кристиансен А. В. Нейродопинг — серьезная угроза целостности спорта? Нейроэтика 1–10 https://doi.org/10.1007/s12152-020-09446-4 (2020).

    Артикул Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Авторы выражают признательность Институту здоровья мозга Даны, Иранскому обществу неврологии, отделению Fars и вице-канцелярии по исследовательским вопросам Ширазского университета медицинских наук за техническую поддержку.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Лаборатория неврологии, NSL (мозг, познание и поведение), кафедра неврологии, Школа передовых медицинских наук и технологий, Ширазский университет медицинских наук, Шираз, Иран

   Али-Мохаммад Камали, Милад Каземиха, Мохсан Данешвари, Асадолла Зарифкар и Мохаммад Нами

2. Институт здоровья мозга DANA, Иранское общество нейробиологов, отделение Фарса, Шираз, Иран

   Али-Мохаммад Камали, Милад Каземиха, Бехнам Кешткархесамабади, Мох9 Данмадешвари и 0003

3. Центр неврологии, Институт научных исследований и услуг высоких технологий (INDICASAT AIP), Город знаний, Панама-Сити, Панама

   Мохаммад Нами

4. Факультет физиологии, Медицинский университет Шираз , Шираз, Иран

   Асадолла Зарифкар

5. Техно Индия NJR, Технологический институт, Удайпур, 313003, Раджастхан, Индия

   Прасун Чакрабарти

6. Фонд картирования мозга и Общество картирования и терапии мозга, Лос-Анджелес, Калифорния, США

   Бабак Катеб и Мохаммад Нами

7. Отдел мозга, познания и поведения, факультет неврологии, Школа передовых медицинских наук и технологий, Ширазский университет медицинских наук, Шираз, Иран

   Мохаммад Нами

Авторы

1. Али-Мохаммад Камали

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

2. Милад Каземиха

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

3. Behnam Keshtkarhesamabadi

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

4. Мохсан Данешвари

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

5. Asadollah Zarifkar

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

6. Prasun Chakrabarti

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

7. Бабак Катеб

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

8. Мохаммад Нами

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Contributions

A-M. K. провел эксперименты, провел анализы и составил рукопись. М.К. и Б.К. провел статистический анализ и помог в составлении рукописи. М.Д., А.З., Б.К. и П.К. помогли в разработке исследования и мониторинге сбора и анализа данных. М.Н. разработал и координировал исследование и помог составить рукопись. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с Мохаммад Нами.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Общие сведения об источниках питания с выходным напряжением постоянного тока и их использовании в разработке электроники

Обновлено на 2022 год.

Ключевые выводы

• Узнайте о типах источников питания постоянного тока.

• Получите более полное представление о применении источников питания с выходным напряжением постоянного тока.

• Узнайте о преимуществах и недостатках различных типов источников питания постоянного тока.

 

Источник питания 24 В постоянного тока на плате управления.

По мере того, как наши устройства постоянно развиваются, растут и наши потребности в более эффективных средствах их питания. С тех пор, как Алессандро Вольта изобрел батарею, мы постоянно занимаемся сохранением, использованием и эффективным производством энергии.

Учитывая, что портативность находится в верхней части списка характеристик почти каждого устройства, понятно, почему мы находим постоянное напряжение во многих приложениях. Практически все электронные устройства и продукты используют постоянный ток (DC), что делает источники питания с выходным напряжением постоянного тока наиболее широко используемыми. Некоторые из различных схем, которые зависят от постоянного тока, включают преобразователи переменного тока в постоянный, преобразователи постоянного тока в постоянный, настенные бородавки и, конечно же, источники питания постоянного тока.

Что такое VDC и почему это важно?

В постоянного тока относится к вольтам постоянного тока и может поступать либо от батареи, либо от источника питания, который преобразует переменный ток (переменный ток) в постоянный. Как следует из названия, постоянный ток постоянно течет в одном направлении, и мы обычно подаем его по проводникам (проводам). Наиболее очевидным преимуществом постоянного тока является его стабильность.

Эта характеристика идеальна для многих приложений, которые в противном случае не достигли бы функциональности без стабильности DC. Таким образом, многие устройства, такие как, например, ПК, не могут правильно работать, напрямую используя переменный ток.

Хотя в электросетях большинства стран на Земле используется переменный ток, в бытовых электронных устройствах он не используется — по крайней мере, напрямую. Это основной пример того, почему источники питания с выходным напряжением постоянного тока жизненно важны.

Источник питания постоянного тока

Как правило, источник питания постоянного тока представляет собой простой преобразователь переменного тока в постоянный, имеющий напряжение питания 110 или 220 В переменного тока, который преобразует его в 3 В, 5 В, 9 В, 12 В или 24 В постоянного тока. В целом, эти источники питания постоянного тока доступны в различных конфигурациях, размерах и выходных мощностях.

Я уверен, вы знаете, что постоянный ток течет с постоянной скоростью и в непрерывном направлении. Этот тип выходного источника питания необходим для устройств, которые не могут нормально работать при переменном напряжении переменного тока. Одним из лучших примеров этого являются материнские платы настольных компьютеров и ноутбуков, а также других чувствительных электронных устройств.

Несмотря на то, что типичный источник питания постоянного тока для настольных ПК предлагает 3,3, 5 и 12 В постоянного тока для удовлетворения различных требований системы ПК, не все блоки питания с выходным напряжением постоянного тока эквивалентны. Имея это в виду, при проектировании печатной платы необходимо тщательно учитывать требования к питанию.

Типы источников питания постоянного тока

Существует два основных типа источников питания постоянного тока: линейные и импульсные. Хотя они оба обеспечивают выходную мощность В постоянного тока, они используют разные методологии в этом процессе. С точки зрения приложений, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Функционально линейный источник питания проводит ток, тогда как импульсный источник питания преобразует постоянный ток в сигнал переключения. В импульсном источнике питания постоянного тока выпрямитель создает выходное напряжение постоянного тока. Что касается размера, линейный источник питания постоянного тока обычно больше и тяжелее. Различия в размерах часто определяют, какой из них лучше всего подходит для вашего конкретного дизайна.

Существуют также различия в том, как каждый тип справляется с электромагнитными помехами, регулированием мощности, а также регулированием мощности. В области электроники вы столкнетесь с некоторыми конструкциями, в которых используются линейные источники питания постоянного тока, однако в большинстве по-прежнему используются импульсные типы.

Импульсный источник питания

Импульсный источник питания (SMPS) используется в самых разных приложениях благодаря его эффективности и действенности в качестве источника питания. Преимущества SMPS включают в себя:

Понятно, почему они наиболее широко используются, учитывая постоянное уменьшение размеров электронных устройств и растущий спрос на портативность. В целом, SMPS представляет собой устройство, в котором используются силовые полупроводники для преобразования и регулирования энергии путем непрерывного включения и выключения с высокой скоростью.

Регулирование в ИИП осуществляется с помощью импульсного регулятора. Кроме того, элемент последовательного включения включает и выключает подачу тока на сглаживающий конденсатор. В свою очередь, напряжение на конденсаторе определяет время включения последовательного элемента. Наконец, он поддерживает необходимый уровень напряжения для приложения за счет непрерывного включения конденсатора.

Типы импульсных источников питания:

Линейный источник питания постоянного тока

Характерно, что линейный источник питания лучше подходит для приложений с низким уровнем шума, поскольку он не подвержен высокочастотному переключению SMPS. Они используются в приложениях, требующих отличного регулирования, низкой пульсации, низкого электромагнитного излучения и превосходной переходной характеристики. С точки зрения функциональности, линейный источник питания будет только понижать свое входное напряжение, чтобы обеспечить более низкое выходное напряжение.

По своей конструкции линейный источник питания использует большой трансформатор для понижения напряжения от источника переменного тока до гораздо более низкого напряжения переменного тока, прежде чем использовать серию выпрямительных цепей и фильтров для обеспечения очень чистого постоянного напряжения. Однако имейте в виду, что компромиссы или недостатки линейного источника питания по сравнению с SMPS включают:

Как правило, линейные источники питания используются в медицинском оборудовании, коммуникационном оборудовании, малошумящих усилителях, датчиках и аналоговых устройствах. преобразователи в цифровые.

Общие преимущества и недостатки типов блоков питания

Импульсный блок питания может быть на 80 % меньше по размеру и весить значительно меньше, чем линейный блок питания. Компромисс заключается в том, что SMPS производят высокочастотный шум, который может мешать работе чувствительных электронных устройств. Однако SMPS может выдерживать небольшие потери мощности переменного тока в течение 10–20 мс без перерывов в его выходе.

Поскольку в линейном источнике питания для регулирования выходного напряжения используются более крупные полупроводниковые устройства, он выделяет больше тепла и поэтому менее эффективен. Это соответствует примерно 60% эффективности его выходного напряжения. С точки зрения эффективности для SMPS, он обычно составляет 80% или выше для его выходного напряжения.

Что касается переходного времени отклика, линейный источник питания до 100 раз быстрее, чем SMPS, что может быть очень важным в определенных приложениях.

Поскольку компании активно ищут способы снижения затрат, SMPS являются предпочтительным источником питания благодаря их экономичности, меньшему размеру и более высокой эффективности. Кроме того, сегодняшние растущие требования к портативности и миниатюризации приводят только к увеличению использования SMPS. Тип источника питания постоянного тока, который вы выберете, в конечном итоге зависит от ваших конкретных требований к конструкции. Линейный источник питания лучше подходит для чувствительных аналоговых схем, а импульсный источник питания лучше всего подходит для небольшого портативного оборудования.

Источники питания с выходом постоянного тока присутствуют во многих различных электронных устройствах.

Управление напряжением постоянного тока и мощностью постоянного тока в конструкции блока питания постоянного тока требует правильного мышления и опыта. Падение напряжения постоянного тока, протекание тока, источники питания переменного тока постоянного тока и переменный ток — все это дополнительные элементы опыта, которые могут помочь при проектировании источников питания постоянного тока или напряжения постоянного тока. В конце концов, конструкция электронных устройств требует электроэнергии и направлена ​​на то, чтобы избежать любого ненужного поражения электрическим током, которое может нарушить цепь постоянного тока. Будь то регулируемый источник питания или более высокое напряжение, убедитесь, что вы последовательно понимаете принципы применения постоянного напряжения, входного напряжения и тока для сопротивления, электрической энергии, конденсаторов, инверторов, преобразователей постоянного тока и адаптеров переменного тока.

Независимо от того, какой источник питания вы выберете для своего проекта, наличие правильного набора программного обеспечения для проектирования и анализа — единственный способ гарантировать успешное внедрение. OrCAD PCB Designer имеет полный набор функций проектирования и анализа, чтобы ваша плата была сделана правильно с первого раза.

Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов. Вы также можете посетить наш канал YouTube и посмотреть видеоролики о проектировании и компоновке печатных плат, а также ознакомиться с новинками нашего набора инструментов для проектирования и анализа.

 

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на LinkedIn Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

Загрузка, подождите

Ошибка — что-то пошло не так!

Хотите последние новости о печатных платах?
Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку новостей

Спасибо!

Улучшите свое психическое здоровье с помощью терапии tDCS в Эль-Пасо, штат Техас

Домашняя страница / Нейростимуляция / Транскраниальная терапия стимуляцией постоянным током

Человеческий мозг — это сложный орган, который развивается и изменяется по мере того, как мы осваиваем новые навыки, взрослеем или переживаем травму. Точно так же, как наше тело можно улучшить с помощью позитивных привычек образа жизни, таких как физические упражнения и здоровое питание, то же самое касается и вашего ума с помощью умственных упражнений, предназначенных для повышения производительности памяти. Независимо от того, стремитесь ли вы к повышению производительности на работе или хотите защитить себя от снижения когнитивных функций, вызванного старением, все эти цели возможны с терапией нейростимуляции VitaMind.

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) — это новый метод, в котором для стимуляции мозга используются слабые электрические токи. Идея заключается в том, что, увеличивая или уменьшая активность в определенных областях коры головного мозга, определенные функции могут быть усилены или подавлены. Доказано, что он помогает людям с депрессией, черепно-мозговыми травмами и нервно-мышечными заболеваниями. Поскольку электрические пути мозга стимулируются токами, устройства tDCS обеспечивают гораздо более мягкую форму лечения. В отличие от электросудорожной терапии (ЭСТ), которая вызывает у пациентов судороги для облегчения их симптомов, те, кто использует tDCS, испытывают только незначительные ощущения и, возможно, некоторый дискомфорт кожи головы или легкое щекотание.

915-808-0006

Заказать обратный звонок

Наша терапия tDCS для лечения депрессии

TDCS — это экспериментальное лечение депрессии у пациентов, которые не ответили на другие виды лечения. Врачи направляют слабый электрический ток через два электрода в определенные части мозга пациента, повышая активность нейронов и запуская нейроны. Процесс занимает от 20 до 30 минут за сеанс, но его нужно проводить только один или два раза в неделю, потому что эффект сохраняется до шести недель после каждого использования.

У пациентов, страдающих депрессией, те, у кого меньше нейронов в определенных частях мозга, могут найти облегчение с помощью таких методов лечения, как транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS). Для некоторых это более привлекательно, чем прием антидепрессантов, из-за беспокойства о возможных побочных эффектах или просто из-за того, что им не нравятся ощущения от этих лекарств; однако многие видят преимущества в совместном использовании обоих методов.

Мы знаем, каково это, когда ваша депрессия становится настолько сильной, что даже вставать утром кажется невозможным; именно здесь лечение психических заболеваний может помочь вам снова вернуться в нужное русло. Даже если ситуационная тревога стала настолько серьезной, что вызывает приступы паники в течение всего дня. Врачи в VitaMind хотят, чтобы людям с большим депрессивным расстройством или хроническими болевыми расстройствами было легко и эффективно находить облегчение. Вот почему они предлагают уникальные терапевтические решения, сочетающие эффективность с простотой использования. Наша терапия tDCS представляет собой передовой метод неинвазивной стимуляции мозга, эффективность которого доказана, и наши пациенты испытали облегчение симптомов и почувствовали себя лучше после лечения. Если вы ищете выход из темной дыры, попробуйте эту терапию от нашей квалифицированной и опытной команды.

Чего ожидать во время лечения tDCS в VitaMind

После того, как ваша консультация с VitaMind будет назначена, наш специалист по нейростимуляции обсудит, является ли tDCS подходящим лечением для вас — с учетом ваших симптомов, истории лечения и других факторов. Убедившись в отсутствии противоречий безопасности для tDCS, наша команда будет работать над разработкой индивидуального курса терапии в соответствии с вашими требованиями к лечению. Мы позаботимся о том, чтобы у вас было хорошее физическое и психическое здоровье во время и после сеансов лечения.

Сеансы лечения

Сеансы могут быть короткими или длиться до 40 минут, в зависимости от используемых протоколов. Вы не будете спать во время лечения и удобно откинетесь в кресле, катушка, похожая на символ бесконечности, будет удерживаться над вашей головой во время сеанса лечения, и через нее проходит электричество, которое создает магнетизм, который затем генерирует токи в нашем мозгу. Однако после того, как вы закончите сеанс лечения, вы можете продолжить свою повседневную жизнь.

Как выглядит транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)

Когда tDCS наносится на кожу головы, вы можете почувствовать легкое ощущение тепла или покалывания. Это ощущение исчезнет, ​​когда стимуляция прекратится, и не причинит боли; это можно уменьшить, используя аксессуары высокого качества и тщательно настроив их для использования. Например, следить за тем, чтобы электроды не соприкасались друг с другом. Интенсивность также не должна превышать установленную норму — не более нескольких миллиампер, а сеансы должны длиться не менее 10 минут или не более 40 минут каждый. Единственная проблема с этим лечением заключается в том, что его эффекты зависят от того, насколько терпимым становится человек, потому что они не всегда приятны, а это означает, что индивидуальные результаты могут варьироваться в зависимости от того, что лучше для каждого человека.

Запланируйте встречу

Надежная спортивная внутривенная терапия в Техасе

Центр витаминных инфузий предоставляет внутривенную терапию не только спортсменам, но и всем, кто занимается интенсивными физическими нагрузками, такими как тяжелые тренировки в тренажерном зале, занятия спортом, бег и плавание. Наши внутривенные процедуры полностью адаптированы и одобрены сертифицированными специалистами по внутривенному введению.

Запишитесь на прием к специалистам IV уже сегодня!

Подготовка к упражнениям с транскраниальной стимуляцией постоянным током: протокол рандомизированного плацебо-контролируемого исследования с параллельным дизайном при легких когнитивных нарушениях и болезни Альцгеймера | BMC Geriatrics

• Протокол исследования
• Открытый доступ
• Опубликовано: 04 декабря 2021

• Селина С. Лю ^1,2 ,
• Nathan Herrmann ^2,3,4 ,
• Bing Xin Song ^1,2 ,
• Джойселин BA ^2,5 ,
• Damien Gallagher ^2,3,4 ,
• Paul. I. ⁶ ,
• Susan Marzolini ⁶ ,
• Tarek K. Rajji ^3,7,8 ,
• Jocelyn Charles ⁹ ,
• Purti Papneja ⁹ ,
• Mark J. Rapoport ^{2 ,3,4} ,
• Ана К. Андреацца ¹ ,
• Даниэлла Виейра ² ,
• Алекс Кисс ¹⁰ и
• …
• Криста Л. Ланктот 2 9

  6

  9 BMC Гериатрия том 21 , Номер статьи: 677 (2021) Процитировать эту статью

  • 1883 доступа

  • 1 Цитаты

  • Сведения о показателях

  Abstract

  Background

  Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) представляет собой неинвазивный тип стимуляции мозга, при котором электрические токи используются для модуляции активности нейронов. В небольшом количестве исследований изучалось влияние tDCS на когнитивные функции у пациентов с легкими когнитивными нарушениями (MCI) и болезнью Альцгеймера (AD), и были продемонстрированы различные эффекты. Появляющиеся данные свидетельствуют о том, что tDCS наиболее эффективна при применении к активным цепям мозга. Известно, что аэробные упражнения повышают возбудимость коры головного мозга и улучшают связность мозговой сети. Таким образом, упражнения могут быть эффективным, но ранее неизученным средством для улучшения когнитивных функций при ЛКН и легкой форме БА.

  Методы

  Участники с MCI или AD будут рандомизированы для получения 10 сеансов в течение 2 недель либо tDCS с нагрузкой на нагрузку, либо tDCS с нагрузкой на нагрузку, либо только tDCS в слепом исследовании с параллельным дизайном. Те, кто будет рандомизирован для вмешательства с упражнениями, получат индивидуальные 30-минутные предписания аэробных упражнений для достижения дозы умеренной интенсивности, эквивалентной вентиляционному анаэробному порогу, определенному сердечно-легочной оценкой, для достаточного повышения возбудимости коры. Протокол tDCS состоит из 20-минутных сеансов при 2 мА, 5 раз в неделю в течение 2 недель, применяемых через 35 см ² Битемпоральные электроды. Нашей основной целью является оценка эффективности tDCS с упражнениями для улучшения глобального познания с использованием Монреальской когнитивной оценки (MoCA). Наши второстепенные цели — оценить эффективность tDCS, подготовленного к упражнениям, для улучшения определенных когнитивных областей с использованием различных когнитивных тестов (n-back, Word Recall и Word Recognition Tasks из шкалы оценки болезни Альцгеймера — когнитивная подшкала) и психоневрологических симптомов (нейропсихиатрическая инвентаризация). Мы также изучим, связана ли tDCS, вызванная физическими упражнениями, с увеличением маркеров нейрогенеза, окислительного стресса и ангиогенеза, и коррелируют ли изменения этих маркеров с улучшением когнитивных функций.

  Обсуждение

  Мы описываем новое клиническое исследование по изучению эффектов прайминга с физической нагрузкой перед tDCS у пациентов с ЛКН или легкой формой атопического дерматита. Это исследование для проверки концепции может выявить ранее неисследованное, неинвазивное, немедикаментозное комбинированное вмешательство, которое улучшает когнитивные симптомы у пациентов. Результаты этого исследования могут также идентифицировать потенциальные механистические действия tDCS при MCI и легкой форме AD.

  Регистрация испытаний

  Clinicaltrials.gov, NCT03670615. Зарегистрирован 13 сентября 2018 г.

  Отчеты экспертной оценки

  История вопроса

  Деменция — это нейрокогнитивное расстройство (НИЗ), характеризующееся прогрессирующим ухудшением когнитивных и функциональных способностей [1]. Болезнь Альцгеймера (БА) является наиболее распространенной формой деменции, на которую приходится примерно 60-70% всех случаев [2]. Диагноз НИЗ, согласно Диагностическому и статистическому руководству по психическим расстройствам -5-е издание (DSM-5), может быть классифицирован как легкий или тяжелый. Легкие НИЗ, часто называемые легкими когнитивными нарушениями (MCI), требуют наличия умеренного когнитивного дефицита без вмешательства в повседневную деятельность, тогда как тяжелые НИЗ, включая БА, требуют как значительных когнитивных нарушений, так и сниженной способности выполнять повседневные действия [3].

  Когнитивные проблемы являются основным дефицитом при MCI и AD. Самым ранним и наиболее распространенным клиническим проявлением является ухудшение эпизодической памяти и снижение способности кодировать новый материал в долговременной памяти [4]. Височные доли головного мозга являются ключевыми структурами в эпизодической памяти, обучении и воспоминании и повреждаются при БА [5]. Эти дефициты тесно связаны с гипоактивностью нейронов и синаптической дисфункцией [6,7,8,9,10].

  Ингибиторы холинэстеразы (ИХЭ), включая донепезил, ривастигмин и галантамин, а также антагонист N-метил-D-аспартата мемантин, одобрены для симптоматического лечения глобальных когнитивных нарушений при БА [11]. Хотя эти препараты улучшают когнитивные функции, они обычно связаны с нежелательными явлениями (НЯ), такими как сонливость, потеря аппетита, тошнота и рвота [12]. Мемантин, в частности, не имеет доказательств эффективности у пациентов с легкой формой БА [13]. Среди клиницистов также нет единого мнения по вопросам, связанным с началом, оптимальной продолжительностью и прекращением лечения [14]. Первая модифицирующая заболевание терапия, адуканумаб, была недавно одобрена FDA для лечения БА, однако ее одобрение вызывает споры из-за неоднозначных результатов клинических испытаний [15]. У пациентов с ЛКН доказательства не поддерживают использование ИХЭ или мемантина [16, 17], что подчеркивает необходимость эффективного лечения в этой популяции для лечения когнитивных нарушений на ранних стадиях и помогает отсрочить прогрессирование от ЛКН до БА.

  У лиц с БА часто наблюдаются нейропсихиатрические симптомы (НПС). В недавнем ретроспективном исследовании наиболее распространенными НПС среди пациентов с БА были апатия (51,9%), за которой следовали раздражительность (41,0%) и депрессия (36,4%) [18]. Нарушения сна (31,7%) также часто присутствовали при БА [18] и могут оказывать негативное влияние как на качество жизни, так и на нагрузку лиц, осуществляющих уход [19]. Современные фармакологические методы лечения НПВ при деменции лишь умеренно эффективны и могут быть связаны со значительными побочными эффектами [20].

  Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) — это метод неинвазивной стимуляции мозга, который заключается в подаче постоянного слабого электрического тока между электродами на кожу головы для модуляции возбудимости коры [21]. Анодальная tDCS, считающаяся возбуждающей стимуляцией, снижает порог, необходимый для возбуждения нейронов, и, как было показано, улучшает нейронную эффективность, настроение и когнитивные функции как у здоровых, так и у пациентов с депрессией и БА [22]. Подобно другим типам стимуляции мозга, tDCS требует активных нейронов [23, 24], воздействуя на нейроны, находящиеся ближе к порогу разряда (известная как модель, зависящая от активности) [25, 26]. Эффекты tDCS зависят от используемых параметров стимуляции; однако исследования показали, что один сеанс tDCS может вызывать изменения активности нейронов на срок до 2 часов [27]. tDCS использовалась в многочисленных исследованиях с участием пожилых, ослабленных участников, при этом не было отмечено серьезных нежелательных явлений (СНЯ) [28, 29].]. В обзоре, посвященном 158 исследованиям, часто сообщаемые побочные эффекты включали ощущение жжения, зуд, покалывание, головную боль, дискомфорт, головокружение, эритему и утомляемость. Однако риск НЯ не увеличивался при повторных сеансах активной tDCS по сравнению с имитацией tDCS [30].

  На сегодняшний день в 21 исследовании изучалось влияние повторных сеансов tDCS на когнитивные функции у пациентов с MCI и AD [31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43 ,44,45,46,47,48,49,50,51]. В некоторых исследованиях было обнаружено, что повторные сеансы tDCS значительно улучшали общее когнитивное развитие у пациентов с легким течением болезни Альцгеймера [33, 52]. Кроме того, припоминание, распознавание и рабочая память улучшились после однократных и повторных сеансов tDCS при легкой форме болезни Альцгеймера [32, 53, 54, 55, 56, 57, 58]. Однако ответ на лечение значительно различался, что может быть связано с индивидуальным нейрофизиологическим и биологическим статусом [59].], в том числе уровень активности коры во время стимуляции [60]. Основываясь на новом исследовании модели, зависящей от активности, начались исследования по использованию комбинации других вмешательств, улучшающих когнитивные функции, с tDCS для активации интересующих нейронов [61]. У здоровых участников применение tDCS во время выполнения когнитивной задачи приводило к большему улучшению выполнения этой когнитивной задачи по сравнению с применением tDCS в состоянии покоя и с имитацией во время выполнения задачи [62]. Хотя несколько исследований изучали эти комбинированные методы лечения у пациентов с БА, tDCS с когнитивной тренировкой была связана с более значительным улучшением некоторых показателей когнитивных функций по сравнению с имитацией tDCS с когнитивной тренировкой, включая диапазон цифр, а также тренированные и нетренированные задачи на называние картинок [40]. ].

  Появляющиеся данные свидетельствуют о том, что упражнения могут быть эффективными упражнениями для начинающих: было показано, что однократное занятие аэробными упражнениями средней интенсивности у здоровых взрослых способствует долговременной нейропластичности, подобной потенциации, за счет увеличения вызванных двигательных потенциалов, когда упражнения выполняются до парных упражнений. ассоциативная стимуляция [27, 63]. Эти результаты также были связаны с улучшением двигательного обучения у участников, которые выполняли упражнения до стимуляции, по сравнению с состоянием покоя (без упражнений). В другом исследовании одно упражнение (20 минут езды на велосипеде средней интенсивности) приводило к повышению возбудимости коры и снижению интракортикального торможения по сравнению с теми, кто не выполнял сеанс упражнений до стимуляции [64]. Пациенты с болезнью Паркинсона, получавшие повторные сеансы tDCS с физиотерапией, продемонстрировали более значительные улучшения в показателях вербальной беглости по сравнению с теми, кто получал имитацию и физиотерапию [65]. Прямая комбинация tDCS и аэробных упражнений может обеспечить синергетические эффекты, когда аэробные упражнения вызывают крупномасштабные изменения в мозге, настраивая мозг на фокальную модуляцию и приводя к более устойчивым эффектам [27]. В нашем предыдущем исследовании подгруппа участников с когнитивными нарушениями (исходный показатель MoCA  ≤ 25) и которые тренировались как минимум на уровне умеренной интенсивности (≥70% пикового потребления кислорода (VO _2peak )) значительно улучшились по MoCA через 3 месяца [66]. Эти результаты свидетельствуют о том, что упражнения умеренной интенсивности могут улучшить глобальные когнитивные функции у людей с когнитивными нарушениями и согласуются с тем, что упражнения являются эффективным средством для повышения когнитивных преимуществ tDCS.

  В доклинических исследованиях было показано, что tDCS усиливает секрецию мозгового нейротрофического фактора (BDNF), нейротрофина, оказывающего сильное влияние на выживаемость и пластичность нейронов [67] и функцию памяти [27, 68, 69]. ,70,71]. In vitro применение стимуляции постоянным током также может быть связано с повышением уровня ангиогенных маркеров, включая фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и ангиопоэтин-2 (ANGP-2) [72], которые могут играть важную роль в восстановлении памяти посредством выживаемости сосудов. [73]. В мышиной модели сосудистой деменции tDCS модулировал окислительный стресс за счет снижения количества активных форм кислорода [74]. Активные оксиданты могут индуцировать ангиогенез и способствовать выработке ангиогенных факторов, таких как VEGF [75]. Эти данные свидетельствуют о том, что когнитивные эффекты tDCS могут быть частично опосредованы нейрогенезом и ангиогенезом. При БА периферические концентрации BDNF ниже по сравнению с контролем [76]. Кроме того, сосудистые аномалии, приводящие к гипоперфузии, связаны с повышением антиангиогенных маркеров, таких как эндостатин, что может способствовать патологии БА [77]. Хотя исследования продемонстрировали улучшение когнитивных функций после tDCS у пациентов с MCI или AD [27, 60], нет исследований, в которых изучались бы ангиогенные или нейрогенные маркеры, которые могут опосредовать tDCS-индуцированное когнитивное улучшение у пациентов с MCI или AD. Учитывая негативное влияние когнитивных нарушений у лиц с ЛКН и БА, это исследование с параллельным дизайном направлено на определение того, эффективно ли комбинированная терапия с tDCS и праймированием упражнениями улучшает когнитивную функцию и NPS, а также связана ли когнитивная реакция на лечение tDCS с маркерами нейрогенез и ангиогенез.

  Цели

  Основная цель исследования «Упражнения в качестве основы для возбуждающей стимуляции» (EXPRESS) — определить эффективность комбинированных упражнений и вмешательства tDCS для усиления эффекта tDCS на глобальную когнитивную функцию.

  Второстепенные цели: изучить эффективность комбинированных упражнений и вмешательства tDCS для усиления эффекта tDCS на определенные когнитивные области и NPS.

  Исследовательские цели: определить механистические корреляты когнитивного ответа на лечение tDCS посредством анализа биомаркеров крови.

  Методы

  Исследуемая группа и критерии приемлемости

  Участники будут набираться в амбулаторных клиниках Центра медицинских наук Саннибрук (SHSC) и по направлениям от врачей за пределами SHSC в районе Большого Торонто. Участники будут оцениваться на основе критериев включения и исключения, выделенных в таблице 1.

  Таблица 1 Список критериев включения и исключения

  Полноразмерная таблица

  Дизайн исследования

  Это рандомизированное, слепое, повторное исследование, параллельный дизайн исследование. Подходящие участники будут рандомизированы для одного из трех вмешательств: праймер с упражнениями с tDCS, обычное лечение (TU) с tDCS или праймер с упражнениями с фиктивным tDCS (рис. 1).

  Рис. 1

  Дизайн исследования. Оценка когнитивных функций, NPS и забор крови завершаются в моменты времени - 3, 0 и 2 недели

  Полноразмерное изображение

  Оценки будут проводиться в следующие моменты времени: Скрининг/исходный уровень (T1): в течение двух недель от начала 5-недельного исследования и/или в первый день начала исследования до любого вмешательства с физической нагрузкой/TU, середина (T2): 3 недели после начала исследования и до tDCS/симуляции, конечная точка (T3): завершение исследования/ в конце 5-недельного исследования и последующее наблюдение у врача (T4) (таблица 2). При скрининге будут оцениваться критерии включения и исключения (таблица 1), а также демографическая информация (например, возраст, пол, этническая принадлежность, образование, сон, потребление кофеина и алкоголя, сопутствующие лекарства, сопутствующие заболевания, хирургический и медицинский анамнез, статус курения, а также а также уровень физической подготовки) и баллы по стандартизированному мини-тесту психического состояния (sMMSE). На исходном уровне, в середине и в конечной точке будут собираться когнитивные результаты и результаты NPS, а также биомаркеры крови. Участникам, рандомизированным для участия в программе упражнений, будет назначен индивидуальный набор упражнений на исходном уровне. Участникам, рандомизированным в группу TU, исходно будет предоставлена ​​письменная информация в соответствии с Канадскими рекомендациями по физической активности для пожилых людей. Упражнения будут документироваться еженедельно с использованием анкеты упражнений в свободное время (LTEQ), чтобы все участники могли контролировать частоту и интенсивность упражнений на протяжении всего исследования. Участники будут находиться под наблюдением квалифицированного исследователя (QI) или назначенного квалифицированного врача в течение 2 недель после конечной точки или окончания исследования.

  Таблица 2 График оценок

  Полноразмерная таблица

  Вмешательства

  Вмешательство в виде упражнений

  Текущие руководства рекомендуют, чтобы пожилые люди занимались аэробной активностью средней интенсивности не менее 150  мин в неделю [81], уровень, достаточный для увеличения возбудимость коры [64]. После первоначального сердечно-легочного теста с нагрузкой в ​​Университетской сети здравоохранения и Реабилитационном институте Торонто (UHN-TRI) для оценки исходной кардиореспираторной подготовленности будет дано первоначальное предписание по ходьбе на расстоянии примерно 0,8–1,6 км в течение 10–30 мин в зависимости от толерантность участников. Интенсивность будет на уровне вентиляционного анаэробного порога (НДП) и/или 60-80% VO _2пик . Рецепты будут прогрессировать каждые 3-4 сеанса в течение 3 недель, чтобы увеличить дистанцию ​​до достижения продолжительности 30 минут и интенсивности до уровня НДС и/или 80% VO _2peak . Участникам будет предложено заниматься в UHN-TRI 3 раза в неделю и дома 2 раза в неделю в течение первых 3  недель, пока интенсивность и/или продолжительность упражнений будут увеличиваться. В течение последних 2 недель участникам будет предложено заниматься в UHN-TRI 5 раз в неделю. Все упражнения в UHN-TRI будут контролироваться, а частота сердечных сокращений будет контролироваться с помощью мониторов сердечного ритма Polar, чтобы обеспечить поддержание умеренной интенсивности упражнений. Назначение интенсивности на основе НДС обеспечивает метаболически однородное назначение упражнений умеренной интенсивности. Это особенно важно, так как не все люди могут достичь «истинного» физиологического максимума в тесте с физической нагрузкой. Наша исследовательская группа ранее провела исследование участников, проходящих 6-месячную программу кардиореабилитационных упражнений в UHN-TRI, и продемонстрировала, что упражнения для пожилых людей являются возможным вмешательством с соблюдением 85,6% [66].

  Обычное лечение (TU)

  TU будет включать плановые рекомендации по физической активности для пожилых людей и письменную информацию в соответствии с Канадскими рекомендациями по физической активности для пожилых людей [82] в качестве стандарта медицинской помощи. Физическая активность пожилых людей часто остается ниже рекомендуемого уровня, по крайней мере, 150 минут в неделю [83]. Участники этой группы не получат персональный план упражнений и не будут контактировать с физиологом во время вмешательства. Участники будут проинструктированы не заниматься спортом до стимуляции.

  tDCS

  tDCS будет вводиться с помощью электростимулятора постоянного тока Eldith (Magstim Company Ltd., Великобритания) с использованием трех губчатых электродов, пропитанных физиологическим раствором, удерживаемых эластичной лентой. Два анодных электрода будут размещены битемпорально над левой и правой медиальными височными долями (полушария Т3 + Т4) в соответствии с международной системой размещения электродов 10-20. Битемпоральное размещение с tDCS показало когнитивные улучшения при MCI и AD [58], а данные нейровизуализации о потере или гипоактивности нейронов в височных областях обоих полушарий [84] также подтверждают активность этих областей в обработке памяти. Обратный электрод будет размещен на ионионе (Iz) (рис. 2). В каждом сеансе tDCS будет вводиться с силой тока 2 мА в течение 20 минут, поскольку эти параметры безопасны и обычно используются в клинических исследованиях [85]. Все участники исследования, рандомизированные для tDCS, будут получать tDCS 5 раз в неделю в течение 2 недель. Тем, кто был рандомизирован для выполнения упражнений, будет назначена tDCS после их тренировок. Соответствие, включая частоту упражнений и tDCS, будет измеряться и документироваться.

  Рис. 2

  Схема расположения электродов. Красные и черные кружки обозначают соответственно анодный и обратный электроды

  Полноразмерное изображение

  Имитация tDCS

  Та же процедура для tDCS будет использоваться для ложного состояния, за исключением того, что ток 2  мА будет применяться только в фазе разгона ( первые 30 секунд). В предыдущих исследованиях [28, 86] этот подход обеспечивал слепоту участников к типу стимуляции (активная или фиктивная).

  Результаты исследования

  Когнитивные тесты

  Мы проведем комплексную когнитивную батарею, состоящую из нейропсихологических тестов, которые ранее использовались при легкой форме болезни Альцгеймера и продемонстрировали чувствительность к когнитивным изменениям после tDCS [87]. Будут использоваться альтернативные версии, чтобы избежать эффектов обучения, где это применимо. МоСА [88], краткий тест глобального познания и чувствительный валидированный инструмент для выявления ранних когнитивных изменений при легкой форме болезни Альцгеймера [89, 90], будет основной мерой исхода. MoCA оценивает несколько доменов, включая ориентацию, внимание, исполнительную функцию, язык и абстракцию в дополнение к памяти [9].0]. Две недели подходят для наблюдения за изменениями в глобальном познании [33] после вмешательства по улучшению когнитивных функций.

  Рабочая память будет оцениваться с помощью n-back [91]. Задание на распознавание слов и задание на припоминание слов из Шкалы оценки болезни Альцгеймера-Cog (ADAS-Cog) [92] будут использоваться для оценки памяти распознавания и памяти воспроизведения соответственно. Было также показано, что эти домены улучшаются при вмешательстве с упражнениями [93, 94]. sMMSE [79] будет проводиться при скрининге для оценки тяжести когнитивных нарушений; это наиболее распространенный инструмент краткосрочного скрининга для оценки когнитивных нарушений в целом [9].5].

  NPS

  Нейропсихиатрический опросник (NPI) [96] будет использоваться для измерения апатии, возбуждения, бреда, галлюцинаций, депрессии, эйфории, аберрантного двигательного поведения, раздражительности, расторможенности, беспокойства, нарушений сна и аппетита у пациентов и для оценить дистресс опекуна. Каждый домен оценивается по частоте, серьезности и дистрессу опекуна. Оценка Домана получается путем умножения частоты и тяжести. Общий балл NPI получается путем суммирования баллов отдельных доменов. NPI имеет хорошую содержательную валидность, внутреннюю согласованность, надежность при повторном тестировании и межэкспериментальную надежность и обычно используется в исследованиях для оценки NPS при легкой форме БА [9].7]. Он будет назначен лицу, осуществляющему уход за пациентом, посредством стандартизированного интервью. Исследования показали, что снижение когнитивных функций при MCI и AD тесно связано с увеличением NPS [98,99,100]. Следовательно, эффективное лечение когнитивных нарушений может также улучшить NPS у пациентов с БА.

  Физическая активность

  Тест LTEQ [87] будет вводиться пациенту или лицу, ухаживающему за пациентом, еженедельно для измерения частоты и интенсивности выполняемых упражнений. Анкета Канадского общества физиологии физических упражнений [80] будет применяться к пациенту или лицу, осуществляющему уход за пациентом, при скрининге для оценки медицинских противопоказаний к физической активности.

  Анализы биомаркеров

  Ангиогенные и нейрогенные маркеры, связанные с результатами физической нагрузки и tDCS, включая BDNF, VEGF, ANGP-2 и эндостатин, будут проанализированы с помощью твердофазного иммуноферментного анализа [76, 101, 102, 103]. Образцы для анализа будут немедленно заморожены (- 80 °C) и собраны для анализа. Ранее было показано, что эти ангиогенезные и нейрогенные маркеры изменяются после двух или более недель физической нагрузки [104, 105, 106, 107, 108].

  Рандомизация и ослепление

  Код рандомизации блоков будет сгенерирован компьютером в SHSC и останется запертым в безопасном месте в отделении. Исследовательский персонал, который будет проводить когнитивные оценки, не будет специалистом по вмешательству, проводящим tDCS / ложное вмешательство, и, вместе с остальными членами команды, не будет знать назначения лечения и размера блока до тех пор, пока последний пациент не завершит последующее наблюдение и базу данных. заблокирован. Пациенты также не будут знать тип стимуляции. Расслепление не допускается, за исключением случаев, когда существуют исключительные клинические обстоятельства, оправдывающие его (т. е. необходимые для неотложной медицинской помощи при СНЯ), и только после одобрения главного исследователя (PI) или QI.

  Профиль безопасности и мониторинг

  Побочные эффекты будут отслеживаться с использованием настроенного контрольного списка после каждого сеанса tDCS. Все возникающие нежелательные явления, которые являются клинически значимыми на основании QI или оценки назначенного квалифицированного врача, будут отмечены и будут контролироваться до разрешения. НЯ будут описаны соответствующим образом, т. е.: связь с вмешательством будет закодирована как не связанная, возможно связанная или связанная; определение серьезности и связи будет решаться QI. QI для этого исследования также будут выступать в качестве наблюдателя за безопасностью, наблюдая за всеми нежелательными явлениями.

  О новых медицинских состояниях, возникших во время исследования, включая скелетно-мышечные, сердечно-сосудистые или неврологические симптомы, которые могут сделать продолжение упражнений небезопасным, будет сообщено квалифицированному специалисту или назначенному квалифицированному врачу. Пациенты будут оцениваться врачом-исследователем, чтобы убедиться, что участник получил надлежащую медицинскую помощь, и определить, может ли участник безопасно продолжать или прекратить исследование.

  СНЯ представляет собой любое неблагоприятное медицинское происшествие, которое приводит к смерти, является опасным для жизни (определяется как событие, при котором пациент находился в опасности смерти во время события; оно не относится к событию, которое гипотетически могло причиной смерти, если она была более тяжелой), приводит к стойкой или значительной инвалидности или нетрудоспособности, требует госпитализации или вызывает продление существующей госпитализации, приводит к развитию наркотической зависимости или злоупотребления наркотиками или является важным медицинским событием, определяемым как медицинское событие(я). ), которые могут не представлять непосредственной угрозы для жизни или привести к смерти или госпитализации, но, на основании соответствующего медицинского и научного заключения, могут подвергнуть пациента опасности или могут потребовать вмешательства (например, медикаментозного, хирургического) для предотвращения одного из других серьезных последствий, перечисленных в определение выше. СНЯ будут собираться во время исследования и будут отслеживаться до разрешения или стабилизации события. Обо всех нежелательных явлениях, которые являются неожиданными и потенциально связаны с исследованием, будет в срочном порядке сообщено Совету по этике исследований при SHSC.

  Приверженность

  Выполнение физических упражнений будет контролироваться врачом, физиологом и назначенным научным персоналом. Частота и интенсивность упражнений будут измеряться еженедельно с помощью LTEQ. Приверженность режиму упражнений будет измеряться информацией из LTEQ и включаться как ковариата в статистический анализ.

  Статистический план

  Расчет размера выборки

  Расчет размера выборки выполнен с использованием G*Power версии 3.1.9.2 (Киль, Германия). Размер выборки был основан на результатах исследования, в котором сообщается об изменении оценки MMSE на 2 балла после анодной tDCS при легкой и средней степени тяжести AD [33]. На сегодняшний день ни одно исследование не оценивало изменения в MoCA после анодной tDCS. Однако сильная корреляция между MMSE и MoCA (r = 0,86) при легкой форме БА [89] подразумевает, что подобное изменение в MoCA может быть обнаружено в этой популяции. Исходя из этого предположения, размер выборки из 60 участников (по 20 на группу лечения) достигает мощности 83% для ковариационного анализа повторных измерений (ANCOVA) с поправкой на 4 ковариаты с альфа 0,05 для определения средней величины эффекта.

  Статистический анализ

  Несколько методов условного исчисления будут использоваться перед анализом, если отсутствующие данные превышают 10%. Повторные измерения ANCOVA будут использоваться для оценки межгрупповых различий в изменении показателя MoCA в течение 2 недель (взаимодействие группы лечения и времени). Возраст и образование будут добавлены как ковариаты. Взаимодействие группы лечения и времени также будет использоваться для изучения межгрупповых различий в n-back, ADAS-Cog, общей оценке NPI и подшкалах NPI. Повторные измерения ANCOVA также будут использоваться для оценки различий маркеров интереса между группами лечения. Связи между изменениями концентраций BDNF, VEGF, ANGP-2, эндостатина и показателями MoCA в течение 2 недель будут оцениваться с использованием линейных регрессий с повторными измерениями. Ожидается, что рандомизация уравновесит возможные помехи.

  Сбор данных и управление ими

  Данные будут собираться в печатных исходных документах/формах истории болезни (CRF). Исходные документы/CRF включают демографическую информацию, медицинскую информацию, когнитивные, а также оценки настроения и поведения. Исходные документы, CRF и другие записи, относящиеся к проведению этого исследования, будут храниться в течение 10 лет в соответствии с рекомендациями Совета по этике исследований (REB) SHSC.

  Обсуждение

  Недавние исследования показали, что физические упражнения и tDCS по отдельности могут повышать возбудимость коры и улучшать когнитивные функции у пациентов с MCI и AD [60, 109].]. Поскольку tDCS может быть наиболее эффективной при применении к активным нейронам [23, 24], комбинированная стратегия лечения, tDCS с упражнениями, может иметь большую эффективность для улучшения когнитивных функций у пациентов с MCI и AD. Насколько нам известно, ни в одном исследовании не изучалась когнитивная реакция tDCS, стимулированного физическими упражнениями, при MCI или AD. Результаты этого исследования могут обеспечить новую комбинированную стратегию лечения пациентов с ЛКН и легкой формой БА.

  В небольшом количестве исследований изучались другие комбинированные вмешательства при ЛКН и БА, такие как КТ и tDCS [35, 40, 43, 44]; эти исследования показали улучшение только в определенных целевых когнитивных областях, и до сих пор остается неясным, дает ли комбинированное лечение лучшие результаты, чем только tDCS [110]. Упражнения могут вызывать крупномасштабные изменения в мозге, подготавливая мозг к фокальной модуляции и приводя к более устойчивым эффектам при tDCS [27]. Кроме того, tDCS с упражнениями имеет преимущество перед другими мультимодальными стратегиями, включая упражнения и транскраниальную магнитную стимуляцию, потому что она проста в реализации, экономит время и деньги, а также безопасна и не имеет серьезных побочных эффектов [27]. Недавно tDCS исследовали как домашнюю терапию для пациентов с MCI [111].

  Предполагается, что нейрогенные факторы, такие как BDNF, влияют на ответ на tDCS [112]. Доказательства показали, что tDCS регулирует экспрессию BDNF, и общие генетические вариации экспрессии BDNF могут быть связаны с различиями индивидуальных ответов на стимуляцию tDCS [71, 112]. В настоящее время не проводилось исследований у пациентов с MCI или AD, в которых изучались бы нейрогенные механизмы ответа на tDCS. Выводы о потенциальных биомаркерах крови, связанных с физическими упражнениями, исходах tDCS, ангиогенезе и нейрогенезе из этого исследования могут также выявить потенциальные механизмы задержки нарушений и сохранения когнитивных функций у пациентов с MCI и легкой БА.

  Учитывая потенциальную широкую доступность tDCS (доступного для домашнего использования) и современные знания, подтверждающие эффективность вмешательств с физическими упражнениями, в сочетании с низким риском обоих вмешательств, эта комбинация вполне осуществима для широкомасштабного раннего вмешательства. Поскольку популяция, страдающая от ЛКН и БА, в основном состоит из пожилых людей, которые сильно обременены фармакологическими препаратами, возможность внедрить немедикаментозное лечение имеет большое значение и ценность для пациентов и клиницистов.

  Доступность данных и материалов

  Наборы данных, созданные в ходе и/или проанализированные для предлагаемого исследования, не будут доступны для общественности, поскольку для обмена данными потребуется институциональное одобрение. Однако после публикации рецензируемых журнальных статей сводные данные будут доступны у соответствующего автора по запросу.

  Сокращения

  AD:

  Болезнь Альцгеймера

  ADAS-Cog:

  Шкала оценки болезни Альцгеймера-Cog

  AE:

  Нежелательные явления

  АНКОВА:

  Ковариационный анализ

  АНГП-2:

  Ангиопоэтин-2

  БДНФ:

  Нейротрофический фактор головного мозга

  ЧЭИ:

  Ингибиторы холинэстеразы

  ИРК:

  Формы истории болезни

  ДСМ-5:

  Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам 

  ЭКСПРЕСС:

  Упражнение как основа для изучения возбуждающей стимуляции

  Из:

  Инион

  LTEQ:

  Анкета для занятий спортом в свободное время

  МКИ:

  Легкие когнитивные нарушения

  МКА:

  Монреальский когнитивный тест

  НИЗ:

  Нейрокогнитивное расстройство

  НПИ:

  Нейропсихиатрический реестр

  NPS:

  Нейропсихиатрические симптомы

  ИП:

  Главный исследователь

  Быстрый ответ:

  Квалифицированный исследователь

  РЭБ:

  Совет по этике научных исследований

  SAE:

  Серьезные нежелательные явления

  SHSC:

  Центр медицинских наук Саннибрук

  sMMSE:

  Стандартное краткое обследование психического состояния

  ТУ:

  Лечение как обычно

  tDCS:

  Транскраниальная стимуляция постоянным током

  UHN-TRI:

  Университетская сеть здравоохранения — Реабилитационный институт Торонто

  НДС:

  Вентиляционный анаэробный порог

  VEGF:

  Фактор роста эндотелия сосудов

  VO _{2 пик} :

  Пиковое потребление кислорода

  Ссылки

  1. «>

     2015 г. Болезнь Альцгеймера в фактах и ​​цифрах. Деменция Альцгеймера. 2015;11(3):332-384.

  2. Организация WH. Деменция: ключевые факты 2020 г. [обновлено 21 сентября 2020 г.

  3. Association AP. Руководство по диагностике и статистике психических расстройств, 5-е изд. 2013 г.

  4. Каранцулис С., Галвин Дж. Э. Отличие болезни Альцгеймера от других основных форм деменции. Эксперт преподобный Нейротер. 2011;11(11):1579–91.

     ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  5. Braak H, Braak E. Эволюция изменений нейронов при болезни Альцгеймера. Приложение J Neural Transm. 1998; 53: 127–40.

     КАС пабмед Статья Google ученый

  6. Ла Жуа Р., Перротин А., Барре Л., Хоммет С., Мезенге Ф., Ибазизене М. и др. Регионально-специфическая иерархия между атрофией, гипометаболизмом и бета-амилоидной (Абета) нагрузкой при деменции при болезни Альцгеймера. Дж. Нейроски. 2012;32(46):16265–73.

     ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  7. Bejanin A, Schonhaut DR, La Joie R, Kramer JH, Baker SL, Sosa N, et al. Патология тау и нейродегенерация способствуют когнитивным нарушениям при болезни Альцгеймера. Мозг. 2017;140(12):3286–300.

     ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  8. Каведо Э., Пьевани М., Боккарди М., Галлуцци С., Боккетта М., Бонетти М. и др. Медиальная височная атрофия при болезни Альцгеймера с ранним и поздним началом. Нейробиол Старение. 2014;35(9): 2004–12.

     ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  9. Reddy PH, Mani G, Park BS, Jacques J, Murdoch G, Whetsell W Jr, et al. Дифференциальная потеря синаптических белков при болезни Альцгеймера: последствия синаптической дисфункции. Дж. Альцгеймера Дис. 2005;7(2):103–17 обсуждение 73–80.

     КАС пабмед Статья Google ученый

  10. Ван Х.В., Пастернак Дж.Ф., Куо Х., Ристич Х., Ламберт М.П., ​​Хроми Б. и др. Растворимые олигомеры бета-амилоида (1-42) ингибируют длительную потенциацию, но не длительную депрессию в зубчатой ​​извилине крысы. Мозг Res. 2002;924(2):133–40.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  11. Campos C, Rocha NB, Vieira RT, Rocha SA, Telles-Correia D, Paes F, et al. Лечение когнитивного дефицита при болезни Альцгеймера: психофармакологический обзор. Психиатр Дануб. 2016;28(1):2–12.

      КАС пабмед Google ученый

  12. Кобаяши Х., Охниши Т., Накагава Р., Йошизава К. Сравнительная эффективность и безопасность ингибиторов холинэстеразы у пациентов с болезнью Альцгеймера легкой и средней степени тяжести: метаанализ байесовской сети. Int J Geriatr Psychiatry. 2016;31(8):892–904.

      ПабМед Статья Google ученый

  13. McShane R, Westby MJ, Roberts E, Minakaran N, Schneider L, Farrimond LE, et al. Мемантин при деменции. Кокрановская система базы данных, ред. 2019 г.; (3). https://doi.org/10.1002/14651858.CD003154.pub6.

  14. Дирдорф В.Дж., Фин Э., Гроссберг Г.Т. Применение ингибиторов холинэстеразы на всех стадиях болезни Альцгеймера. Наркотики Старение. 2015;32(7):537–47.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  15. Сервик К. Препарат от болезни Альцгеймера одобрен, несмотря на туманные результаты. Наука. 2021;372(6547):1141.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  16. Cooper C, Li R, Lyketsos C, Livingston G. Лечение легких когнитивных нарушений: систематический обзор. Бр Дж. Психиатрия. 2013;203(3):255–64.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  17. J-y H, Besser LM, Xiong C, Kukull WA, Morris JC. Ингибиторы холинэстеразы могут не помочь при легких когнитивных нарушениях и легкой деменции при болезни Альцгеймера. Альцгеймер Dis Assoc Disord. 2019;33(2):87–94.

      Артикул КАС Google ученый

  18. Anor CJ, O’Connor S, Saund A, Tang-Wai DF, Keren R, Tartaglia MC. Нейропсихиатрические симптомы при болезни Альцгеймера, сосудистой деменции и смешанной деменции. Нейродегенер Дис. 2017;17(4-5):127–34.

      ПабМед Статья Google ученый

  19. Кху С.А., Чен Т.И., Анг Ю.Х., Яп П. Влияние нейропсихиатрических симптомов на дистресс лиц, осуществляющих уход, и качество жизни лиц с деменцией в азиатской клинике памяти третичной больницы. Int Psychogeriatr. 2013;25(12):1991–9.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  20. Phan SV, Osae S, Morgan JC, Inyang M, Fagan SC. Нейропсихиатрические симптомы при деменции: соображения фармакотерапии в США. Наркотики Р Д. 2019;19(2):93–115.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  21. Ницше М.А., Паулюс В. Изменения возбудимости, вызванные в моторной коре человека слабой транскраниальной стимуляцией постоянным током. Дж. Физиол. 2000; 527: 633–9.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  22. Тури З., Паулюс В., Антал А. Функциональная нейровизуализация и транскраниальная электростимуляция. Клин ЭЭГ Neurosci. 2012;43(3):200–8.

      ПабМед Статья Google ученый

  23. «>

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

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  24. Даян Э., Цензор Н., Бух Э.Р., Сандрини М., Коэн Л.Г. Неинвазивная стимуляция мозга: от физиологии к сетевой динамике и обратно. Нат Нейроски. 2013;16(7):838–44.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  25. Fertonani A, Miniussi C. Транскраниальная электростимуляция: что мы знаем и чего не знаем о механизмах. Нейробиолог. 2017;23(2):109–23.

      ПабМед Статья Google ученый

  26. Siebner HR, Hartwigsen G, Kassuba T, Rothwell JC. Как транскраниальная магнитная стимуляция изменяет активность нейронов в головном мозге? Последствия для исследований познания. кора. 2009 г.;45(9):1035–42.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  27. Steinberg F, Pixa NH, Fregni F. Обзор эффектов аэробных упражнений и транскраниальной стимуляции постоянным током на когнитивные функции и их потенциальных синергий. Передний шум нейронов. 2019;12:534.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  28. Ницше М.А., Либетанц Д., Ланг Н., Антал А., Тергау Ф., Паулюс В. Критерии безопасности транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) у людей. Клин Нейрофизиол. 2003;114(11):2220–2, ответ автора 2–3.

      ПабМед Статья Google ученый

  29. Биксон М., Гроссман П., Томас С., Занноу А.Л., Цзян Дж., Аднан Т. и др. Безопасность транскраниальной стимуляции постоянным током: обновление, основанное на фактических данных, 2016 г. Стимуляция мозга. 2016;9(5):641–61.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  30. Николин С., Хаггинс С., Мартин Д., Алонзо А., Лу С.К. Безопасность повторных сеансов транскраниальной стимуляции постоянным током: систематический обзор. Мозговой стимул. 2018;11(2):278–88.

      ПабМед Статья Google ученый

  31. Cruz Gonzalez P, Fong KNK, Brown T. Влияние транскраниальной стимуляции постоянным током на когнитивные функции у пожилых людей с легкими когнитивными нарушениями: пилотное исследование. Поведение Нейрол. 2018;2018:5971385.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  32. Boggio PS, Ferrucci R, Mameli F, Martins D, Martins O, Vergari M, et al. Длительное улучшение зрительной памяти после стимуляции постоянным током при болезни Альцгеймера. Мозговой стимул. 2012;5(3):223–30.

      ПабМед Статья Google ученый

  33. Хедр Э.М., Гамаль Н.Ф., Эль-Фетох Н.А., Халифа Х., Ахмед Э.М., Али А.М. и др. Двойное слепое рандомизированное клиническое исследование эффективности стимуляции коры постоянным током для лечения болезни Альцгеймера. Front Aging Neurosci. 2014;6:275.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  34. Khedr EM, Salama RH, Abdel Hameed M, Abo Elfetoh N, Seif P. Терапевтическая роль транскраниальной стимуляции постоянным током у пациентов с болезнью Альцгеймера: двойное слепое плацебо-контролируемое клиническое исследование. Нейрореабилитация Нейроремонт. 2019;33(5):384–94.

      ПабМед Статья Google ученый

  35. Cotelli M, Manenti R, Brambilla M, Petesi M, Rosini S, Ferrari C и др. Анодальная tDCS во время тренировки памяти ассоциаций имен у пациентов с болезнью Альцгеймера. Front Aging Neurosci. 2014;6:38.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  36. Suemoto CK, Apolinario D, Nakamura-Palacios EM, Lopes L, Leite REP, Sales MC и др. Влияние протокола нефокусной пластичности на апатию при умеренной болезни Альцгеймера: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Мозговой стимул. 2014;7(2):308–13.

      ПабМед Статья Google ученый

  37. Пенолацци Б., Бергамаски С., Пасторе М., Виллани Д., Сартори Г., Мондини С. Транскраниальная стимуляция постоянным током и когнитивная тренировка в реабилитации болезни Альцгеймера: тематическое исследование. Нейропсихологическая реабилитация. 2015;25(6):799–817.

      ПабМед Статья Google ученый

  38. «>

      Быстад М., Расмуссен И.Д., Грёнли О., Аслаксен П.М. Могут ли 8 месяцев ежедневного применения tDCS замедлить снижение когнитивных функций при болезни Альцгеймера? Тематическое исследование. Нейрокейс. 2017;23(2):146–8.

      ПабМед Статья Google ученый

  39. Bystad M, Grønli O, Rasmussen ID, Gundersen N, Nordvang L, Wang-Iversen H, et al. Транскраниальная стимуляция постоянным током как усилитель памяти у пациентов с болезнью Альцгеймера: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. Alzheimers Res Ther. 2016; 8:1–7.

      Артикул Google ученый

  40. Roncero C, Kniefel H, Service E, Thiel A, Probst S, Chertkow H. Нижняя теменная транскраниальная стимуляция постоянным током с обучением улучшает когнитивные функции при аномической болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции. Демент Альцгеймера. 2017;3(2):247–53.

      Артикул Google ученый

  41. «>

      Юн К., Сон И-У, Чунг Ю-А. Изменения церебрального метаболизма глюкозы после 3 недель неинвазивной электростимуляции у пациентов с легкими когнитивными нарушениями. Alzheimers Res Ther. 2016;8(1):49.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  42. Im JJ, Jeong H, Bikson M, Woods AJ, Unal G, Oh JK и др. Влияние 6-месячной транскраниальной стимуляции постоянным током в домашних условиях на когнитивные функции и церебральный метаболизм глюкозы при болезни Альцгеймера. Мозговой стимул. 2019;12(5):1222–8.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  43. Дас Н., Спенс Дж.С., Аслан С., Ваннесте С., Мудар Р., Рэкли А. и др. Когнитивная тренировка и транскраниальная стимуляция постоянным током при легких когнитивных нарушениях: рандомизированное пилотное исследование. Фронтальные нейроски. 2019;13:307.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  44. Коста В., Бригина Ф., Пикколи Т., Реалмуто С., Фиерро Б. Анодальная транскраниальная стимуляция постоянным током над правым полушарием улучшает слуховое восприятие при деменции. Нейрореабилитация. 2017;41(2):567–75.

      ПабМед Статья Google ученый

  45. Гангеми А., Коломбо Б., Фабио Р.А. Влияние краткосрочной и долгосрочной нейростимуляции (tDCS) на пациентов с болезнью Альцгеймера: два рандомизированных исследования. Старение Clin Exp Res. 2021;33(2):383–90.

      ПабМед Статья Google ученый

  46. Masse C, Chopard G, Magnin E, Nicolier M, Monnin J, Bennabi D, et al. Улучшение реакции на сигналы после левой префронтальной транскраниальной стимуляции постоянным током при болезни Альцгеймера. 2018;8(5):1461–4.

  47. Fileccia E, Di Stasi V, Poda R, Rizzo G, Stanzani-Maserati M, Oppi F и др. Влияние на когнитивные функции 20-дневной анодной транскраниальной стимуляции постоянным током над левой дорсолатеральной префронтальной корой у пациентов с легкими когнитивными нарушениями: исследование случай-контроль. Неврология наук. 2019;40(9):1865-72.

      ПабМед Статья Google ученый

  48. Гомес М.А., Акиба Х.Т., Гомес Х.С., Тревизол А.П., де Ласерда А.Т., Диас А.М. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) у пожилых людей с легкими когнитивными нарушениями: пилотное исследование. Демент нейропсих. 2019;13(2):187–95.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  49. Inagawa T, Yokoi Y, Narita Z, Maruo K, Okazaki M, Nakagome K. Безопасность и осуществимость транскраниальной стимуляции постоянным током для когнитивной реабилитации у пациентов с легкими или серьезными нейрокогнитивными расстройствами: рандомизированное плацебо-контролируемое пилотное исследование. Передний шум нейронов. 2019;13:273.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  50. Lu H, Chan SSM, Chan WC, Lin C, Cheng CPW, Linda Chiu Wa L. Рандомизированное контролируемое исследование TDCS на когнитивные функции у 201 пожилого человека с легким нейрокогнитивным расстройством. Энн Клин Перевод Neurol. 2019;6(10):1938–48.

      КАС Статья Google ученый

  51. де Алмейда Родригес Э.Т., да Силва Мачадо Д.Г., Леон де Мендонка CTP, да Роча С.К., Рис А., Торро Н. и др. Мультисайтовая транскраниальная стимуляция постоянным током у двух пациентов с болезнью Альцгеймера: последующее 10-месячное исследование. Нейрофизиол клин. 2020;50(5):393–5.

      ПабМед Статья Google ученый

  52. Цай М., Го З., Син Г., Пэн Х., Чжоу Л., Чен Х. и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током улучшает когнитивные функции при болезни Альцгеймера легкой и средней степени тяжести: метаанализ. Альцгеймер Dis Assoc Disord. 2019;33(2):170–8.

      ПабМед Статья Google ученый

  53. Ферруччи Р., Мамели Ф., Гуиди И., Мракич-Споста С., Вергари М., Марселья С. и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током улучшает память распознавания при болезни Альцгеймера. Неврология. 2008;71(7):493–8.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  54. Boggio PS, Fregni F, Valasek C, Ellwood S, Chi R, Gallate J, et al. Электрическая стимуляция коры височной доли во время фазы кодирования и извлечения уменьшает количество ложных воспоминаний. ПЛОС Один. 2009;4(3):e4959.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  55. «>

      Мейнцер М., Линденберг Р., Фан М.Т., Ульм Л., Фольк С., Флоэль А. Транскраниальная стимуляция постоянным током при легких когнитивных нарушениях: поведенческие эффекты и нервные механизмы. Демент Альцгеймера. 2015;11(9): 1032–40.

      ПабМед Статья Google ученый

  56. Андре С., Генрих С., Кайзер Ф., Менцлер К., Кессельринг Дж., Хадер П.Х. и др. Домашняя tDCS левой дорсолатеральной префронтальной коры улучшает кратковременную зрительную память при легкой сосудистой деменции. J Neurol Sci. 2016; 369: 185–90.

      ПабМед Статья Google ученый

  57. Марселья С., Мракич-Споста С., Роза М., Ферруччи Р., Мамели Ф., Вергари М. и др. Транскраниальная стимуляция постоянным током модулирует активность корковых нейронов при болезни Альцгеймера. Фронтальные нейроски. 2016;10:134.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  58. «>

      Liu CS, Herrmann N, Gallagher D, Rajji TK, Kiss A, Vieira D, et al. Пилотное исследование, сравнивающее эффекты бифронтальной и битемпоральной транскраниальной стимуляции постоянным током при легких когнитивных нарушениях и легкой болезни Альцгеймера. ЭКСТ. 2020;36(3):211–5.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  59. Emonson MRL, Fitzgerald PB, Rogasch NC, Hoy KE. Нейробиологические эффекты транскраниальной стимуляции постоянным током у молодых людей, пожилых людей и легких когнитивных нарушений. Нейропсихология. 2019;125:51–61.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  60. Liu CS, Rau A, Gallagher D, Rajji TK, Lanctot KL, Herrmann N. Использование транскраниальной стимуляции постоянным током для лечения симптомов при легких когнитивных нарушениях и болезни Альцгеймера. Нейродегенер Дис Менеджмент. 2017;7(5):317–29.

      Артикул Google ученый

  61. Hurley R, Machado L. Использование tDCS для улучшения функции мозга: может ли метапластичность дать ключ к улучшению результатов? Neurosci Biobehav Rev. 2017; 83:155–9.

      ПабМед Статья Google ученый

  62. Эндрюс С.К., Хой К.Е., Энтикотт П.Г., Даскалакис З.Дж., Фицджеральд П.Б. Улучшение рабочей памяти: эффект сочетания когнитивной активности и анодной транскраниальной стимуляции постоянным током левой дорсолатеральной префронтальной коры. Мозговой стимул. 2011;4(2):84–9..

      ПабМед Статья Google ученый

  63. Манг К.С., Сноу, Нью-Джерси, Кэмпбелл, К.Л., Росс К.Дж., Бойд, Л.А. Одно занятие аэробными упражнениями высокой интенсивности облегчает реакцию на парную ассоциативную стимуляцию и способствует обучению неявной моторике, специфичной для последовательности. J Appl Physiol. 2014;117(11):1325–36.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  64. Сингх А.М., Нева Д.Л., Стейнс В.Р. Острое упражнение усиливает ответ на пластичность, индуцированную парной ассоциативной стимуляцией, в первичной моторной коре. Опыт Мозг Res. 2014;232(11):3675–85.

      ПабМед Статья Google ученый

  65. Маненти Р., Брамбилла М., Бенусси А., Розини С., Кобелли С., Феррари С. и др. Легкие когнитивные нарушения при болезни Паркинсона улучшаются транскраниальной стимуляцией постоянным током в сочетании с физиотерапией. Мов Беспорядок. 2016;31(5):715–24.

      ПабМед Статья Google ученый

  66. Салим М., Херрманн Н., Динофф А., Мильке М.М., О. П.И., Шамми П. и др. Подход к липидомике для оценки связи между сфинголипидами плазмы и показателями вербальной памяти у пациентов с ишемической болезнью сердца, проходящих кардиологическую реабилитацию: сигнатура C18:0 для когнитивной реакции на физические упражнения. Дж. Альцгеймера Дис. 2017;60(3):829–41.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  67. Сопова К., Гациоу К., Стеллос К., Ласке К. Нарушение регуляции нейротрофических и гемопоэтических факторов роста при болезни Альцгеймера: от патофизиологии к новым стратегиям лечения. Curr Alzheimer Res. 2014;11(1):27–39.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  68. Fritsch B, Reis J, Martinowich K, Schambra HM, Ji Y, Cohen LG, et al. Стимуляция постоянным током способствует BDNF-зависимой синаптической пластичности: потенциальные последствия для моторного обучения. Нейрон. 2010;66(2):198–204.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  69. Ву Й.Дж., Лин К.С., Е К.М., Чиен М.Э., Цао М.С., Ценг П. и др. Повторная транскраниальная стимуляция постоянным током улучшает когнитивную дисфункцию и дефицит синаптической пластичности в префронтальной коре у крыс с диабетом, индуцированным стрептозотоцином. Мозговой стимул. 2017;10(6):1079–87.

      ПабМед Статья Google ученый

  70. Ким М.С., Ку Х., Хан С.В., Паулюс В., Ницше М.А., Ким Ю.Х. и др. Повторная анодная транскраниальная стимуляция постоянным током индуцирует экспрессию генов, связанных с пластичностью нейронов, в коре головного мозга и гиппокампе крыс. Рестор Нейрол Нейроски. 2017;35(2):137–46.

      КАС пабмед Google ученый

  71. Подда М.В., Кокко С., Мастродонато А., Фуско С., Леоне Л., Барбати С.А. и др. Анодальная транскраниальная стимуляция постоянным током повышает синаптическую пластичность и память у мышей посредством эпигенетической регуляции экспрессии Bdnf. Научный доклад 2016; 6: 22180.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  72. Zhang P, Liu ZT, He GX, Liu JP, Feng J. Низковольтная стимуляция постоянным током безопасна и способствует ангиогенезу у кроликов с инфарктом миокарда. Клеточная биохимия Биофиз. 2011;59(1):19–27.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  73. Religa P, Cao R, Religa D, Xue Y, Bogdanovic N, Westaway D, et al. VEGF значительно восстанавливает нарушенное поведение памяти у мышей с болезнью Альцгеймера за счет улучшения выживаемости сосудов. Научный доклад 2013; 3: 2053.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  74. Guo T, Fang J, Tong ZY, He S, Luo Y. Транскраниальная стимуляция постоянным током улучшает когнитивные нарушения за счет модулирования окислительного стресса, воспаления и аутофагии в крысиной модели сосудистой деменции. Фронтальные нейроски. 2020;14:28.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  75. «>

      Ким Ю.В., Бызова Т.В. Окислительный стресс в ангиогенезе и сосудистых заболеваниях. Кровь. 2014;123(5):625–31.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  76. Siuda J, Patalong-Ogiewa M, Zmuda W, Targosz-Gajniak M, Niewiadomska E, Matuszek I, et al. Когнитивные нарушения и уровень BDNF в сыворотке. Нейрол Нейрохир Пол. 2017;51(1):24–32.

      ПабМед Статья Google ученый

  77. Deininger MH, Fimmen BA, Thal DR, Schluesener HJ, Meyermann R. Аберрантное нейрональное и парацеллюлярное отложение эндостатина в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Дж. Нейроски. 2002;22(24):10621–6.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  78. Руководство по диагностике и статистике психических расстройств, 5-е изд. Арлингтон: Американская психиатрическая ассоциация; 2013.

  79. Моллой Д.У., Стэндиш ТИ. Руководство по стандартизированному мини-обследованию психического состояния. Int Psychogeriatr. 1997; 9 (Приложение 1): 87–94, обсуждение 143–50.

      ПабМед Статья Google ученый

  80. CSEP. Опросник готовности к физической нагрузке для всех. 2011.

      Google ученый

  81. Нельсон М.Е., Рейески В.Дж., Блэр С.Н., Дункан П.В., судья Дж.О., Кинг А.С. и др. Физическая активность и общественное здоровье пожилых людей: рекомендации Американского колледжа спортивной медицины и Американской кардиологической ассоциации. Тираж. 2007;116(9): 1094–105.

      ПабМед Статья Google ученый

  82. Tremblay MS, Warburton DE, Janssen I, Paterson DH, Latimer AE, Rhodes RE, et al. Новые канадские рекомендации по физической активности. Appl Physiol Nutr Metab. 2011;36(1):36–46 7–58.

      ПабМед Статья Google ученый

  83. Лангхаммер Б., Бергланд А., Ридвик Э. Важность физических упражнений для пожилых людей. Биомед Рез Инт. 2018;2018:7856823.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  84. Гарридо Г.Э., Фуруи С.С., Бухпигель К.А., Боттино К.М., Алмейда О.П., Сид К.Г. и др. Связь между медиальной височной атрофией и функциональной активностью мозга при обработке памяти при болезни Альцгеймера: комбинированное исследование МРТ и ОФЭКТ. J Neurol Нейрохирург Психиатрия. 2002;73(5):508–16.

      КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  85. 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(3):175–95.

      ПабМед Статья Google ученый

  86. Паулюс В. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS). Приложение Clin Neurophysiol. 2003; 56: 249–54.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  87. Годин Г., Шепард Р.Дж. Простой метод для оценки поведения в сообществе. Может ли J Appl Sport Sci. 1985;10(3):141–6.

      КАС пабмед Google ученый

  88. Freitas S, Simoes MR, Alves L, Santana I. Оценка когнитивных функций в Монреале: валидационное исследование легких когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера. Альцгеймер Dis Assoc Disord. 2013;27(1):37–43.

      ПабМед Статья Google ученый

  89. «>

      Тшепач П.Т., Хохстетлер Х., Ван С., Уокер Б., Сайкин А.Дж. Взаимосвязь между Монреальской когнитивной оценкой и мини-обследованием психического состояния для оценки легких когнитивных нарушений у пожилых людей. БМС Гериатр. 2015;15:107.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  90. Коста А.С., Райх А., Фимм Б., Кеттелер С.Т., Шульц Дж.Б., Ритц К. Доказательства чувствительности альтернативных форм МоСА при мониторинге когнитивных изменений на ранних стадиях болезни Альцгеймера. Дементное гериатрическое когнитивное расстройство. 2014;37(1-2):95–103.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  91. Чау С.А., Херрманн Н., Эйзенман М., Чанг Дж., Ланктот К.Л. Изучение зрительного избирательного внимания к новым стимулам у пациентов с болезнью Альцгеймера. Dement Geriatr Cogn Disord Extra. 2015;5(3):492–502.

      Артикул Google ученый

  92. «>

      Rosen WG, Mohs RC, Davis KL. Новая шкала оценки болезни Альцгеймера. Am J Психиатрия. 1984;141(11):1356–64.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  93. Tsai CL, Pan CY, Chen FC, Tseng YT. Вмешательства с упражнениями на открытые и закрытые навыки оказывают различное нейрокогнитивное воздействие на исполнительные функции у пожилых людей: 6-месячное рандомизированное контролируемое исследование. Front Aging Neurosci. 2017;9:294.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  94. Liu-Ambrose T, Best JR, Davis JC, Eng JJ, Lee PE, Jacova C, et al. Аэробные упражнения и сосудистые когнитивные нарушения: рандомизированное контролируемое исследование. Неврология. 2016;87(20):2082–90.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  95. «>

      Аревало-Родригес И., Смайлагич Н., Роке ИФМ, Чаппони А., Санчес-Перес Э., Джаннаку А. и др. Мини-обследование психического состояния (MMSE) для выявления болезни Альцгеймера и других деменций у людей с легкими когнитивными нарушениями (MCI). Cochrane Database Syst Rev. 2015;(3):CD010783.

  96. Каммингс Дж.Л., Мега М., Грей К., Розенберг-Томпсон С., Карузи Д.А., Горнбейн Дж. Нейропсихиатрическая инвентаризация: комплексная оценка психопатологии при деменции. Неврология. 1994;44(12):2308–14.

      КАС пабмед Статья Google ученый

  97. Лай СК. Достоинства и проблемы нейропсихиатрического опросника как инструмента оценки у людей с деменцией и другими неврологическими расстройствами. Clin Interv Старение. 2014;9: 1051–61.

      ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  98. Гангули М. Депрессия, когнитивные нарушения и деменция: почему клиницисты должны заботиться о сети причинно-следственных связей? Индийская психиатрия. 2009; 51 (Приложение 1): S29–34.

      ПабМед ПабМед Центральный Google ученый

  99. де Оливейра Ф.Ф., Вайман Дж.Р., Бертолуччи П.Х., Чен Э.С., Смит М.С. Корреляции между когнитивными и поведенческими оценками у пациентов с деменцией из-за болезни Альцгеймера. Клиника Нейрол Нейрохирург. 2015; 135:27–33.

      ПабМед Статья Google ученый

  100. Бродати Х., Коннорс М.Х., Сюй Дж., Вудворд М., Эймс Д. Течение нейропсихиатрических симптомов при деменции: трехлетнее продольное исследование. J Am Med Dir Assoc. 2015;16(5):380–7.

       ПабМед Статья Google ученый

  101. Парих С.М., Маммото Т., Шульц А., Юань Х.Т., Кристиани Д. , Каруманчи С.А. и др. Избыток циркулирующего ангиопоэтина-2 может способствовать утечке из легочных сосудов при сепсисе у людей. ПЛОС Мед. 2006;3(3):e46.

       ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  102. Голледж Дж., Клэнси П., Хэнки Г.Дж., Йеп Б.Б., Норман П.Е. Концентрация эндостатина в сыворотке выше у мужчин с симптомами перемежающейся хромоты. Дис маркеры. 2014;2014:298239.

       ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  103. Матео И., Льорка Х., Инфанте Х., Родригес-Родригес Э., Фернандес-Виадеро К., Пенья Н. и др. Низкий уровень VEGF в сыворотке связан с болезнью Альцгеймера. Акта Нейрол Сканд. 2007;116(1):56–8.

       КАС пабмед Статья Google ученый

  104. Динофф А., Херрманн Н., Свардфагер В. , Лю К.С., Шерман С., Чан С. и др. Влияние физических упражнений на концентрацию нейротрофического фактора периферического мозга (BDNF) в покое: метаанализ. ПЛОС Один. 2016;11(9):e0163037.

       ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  105. Динофф А., Херрманн Н., Свардфагер В., Ланктот К.Л. Влияние интенсивной физической нагрузки на концентрацию в крови нейротрофического фактора головного мозга у здоровых взрослых: метаанализ. Евр Джей Нейроски. 2017;46(1):1635–46.

       ПабМед Статья Google ученый

  106. Morland C, Andersson KA, Haugen OP, Hadzic A, Kleppa L, Gille A, et al. Упражнения индуцируют церебральный VEGF и ангиогенез через лактатный рецептор HCAR1. Нац коммун. 2017;8:15557.

       КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  107. «>

       Sponder M, Fritzer-Szekeres M, Marculescu R, Litschauer B, Strametz-Juranek J. Отсутствие физической активности повышает уровень эндостатина и остеопонтина у пациентов с ишемической болезнью сердца. Сердечный сосуд. 2016;31(10):1603–8.

       Артикул Google ученый

  108. Хойер Б., Уокер М., Пассос М., Уокер П.Дж., Грин А., Бангсбо Дж. и др. Ангиогенный ответ на пассивное движение и активные упражнения у лиц с заболеванием периферических артерий. J Appl Physiol. 2013;115(12):1777–87.

       КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  109. Касс СП. Болезнь Альцгеймера и физические упражнения: обзор литературы. Текущие отчеты спортивной медицины. 2017;16(1):19–22.

       ПабМед Статья Google ученый

  110. Cruz Gonzalez P, Fong KNK, Chung RCK, Ting KH, Law LLF, Brown T. Может ли транскраниальная стимуляция постоянным током отдельно или в сочетании с когнитивной тренировкой использоваться в качестве клинического вмешательства для улучшения когнитивных функций у лиц с легкими когнитивными нарушениями? инвалидность и слабоумие? Систематический обзор и метаанализ. Передний шум нейронов. 2018;12:416.

       ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  111. Пак Дж., О И, Чунг К., Ким К.Дж., Ким Ко, Пак Дж.И. Влияние домашней транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) на когнитивную функцию у пациентов с легкими когнитивными нарушениями: протокол исследования для рандомизированного двойного слепого перекрестного исследования. Испытания. 2019;20(1):278.

       ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  112. Лефевр С., Лью С.Л. Анатомические параметры tDCS для модуляции двигательной системы после инсульта: обзор. Фронт Нейрол. 2017;8:29.

       ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  Скачать ссылки

  Благодарности

  Эта работа ранее была представлена ​​на 3-й Международной конференции по стимуляции мозга:

  Liu C, Herrmann N, Gallagher D, Rajji T, Oh P, Marzolini S, Banks L, Vieira D, Lanctot K. Разработка рандомизированного плацебо-контролируемого исследования с параллельным дизайном для изучения эффектов комбинированного вмешательства с упражнениями и транскраниальной стимуляцией постоянным током при легких когнитивных нарушениях и болезни Альцгеймера. март-апрель 2019 г.Brain Stimulation 12(2): 425. https://doi.org/10.1016/j.brs.2018.12.378

  Авторы хотели бы поблагодарить пациентов, семьи и медицинский персонал Центра медицинских наук Саннибрук и Реабилитационного института Торонто. за участие в этом испытании.

  Статус испытания

  Набор пациентов в настоящее время продолжается.

  Спонсор исследования

  Научно-исследовательский институт Саннибрук, Торонто, Онтарио, M4N3M5. Они не имеют никакого влияния на анализ данных или написание рукописи.

  Финансирование

  Этот проект получил финансирование от Канадского института медицинских исследований Priority Announcements for Neurosciences, Mental Health and Addiction. Финансирующая организация не играла никакой роли в разработке исследования и сборе, анализе и интерпретации данных, а также в написании рукописи.

  Информация об авторе

  Авторы и организации

  1. Факультет фармакологии и токсикологии, Университет Торонто, 1 King’s College Circle, Toronto, ON, M5S 3K1, Canada

     Селина С. Лю, Бинг Синь Сонг, Ана С. Андреацца и Криста Л. Ланктот

  2. Исследовательская группа нейропсихофармакологии, Программа исследований мозга Гурвица, Научно-исследовательский институт Саннибрук, 2075 Бэйвью-авеню, Торонто, Онтарио, M4N 3M5, Канада

     Селина С. Лю, Натан Херрманн, Бинг Синь Сонг, Джойселин Ба, Дэмиен Галлахер, Марк Дж. Рапопорт, Даниэль Виейра и Криста Л. Ланктот

  3. Факультет психиатрии, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада

     Натан Херрманн, Дэмиен Галлахер, Тарек К. Раджжи, Марк Дж. Рапопорт и Криста Л. Ланктот

  4. Департамент психиатрии, отделение гериатрической психиатрии, Центр медицинских наук Саннибрук, 2075 Bayview Avenue, Toronto, Ontario, M4N 3M5 , Канада

     Натан Херрманн, Дэмиен Галлахер, Марк Дж. Рапопорт и Криста Л. Ланктот

  5. Факультет биологии, Факультет естественных наук, Университет Западного Онтарио, Лондон, Онтарио, Канада

     Joycelyn Ba

  6. Программа профилактики и реабилитации сердечно-сосудистых заболеваний, KITE – Реабилитационный институт Торонто, University Health Network, 347 Rumsey Road, Toronto, ON, M5G 1R7, Canada

     Пол И. О, Сьюзан Марзолини и Криста Л. Ланктот

  7. Отделение неврологического развития взрослых и гериатрической психиатрии, Центр зависимости и психического здоровья, 80 Workman Way, Toronto, ON, M6J 1h5, Canada ON, Канада

     Tarek K. Rajji

  8. Семейная и общественная медицина, Sunnybrook Health Sciences Centre, 2075 Bayview Avenue, Toronto, ON, M4N 3M5, Canada

     Jocelyn Charles & Purti Papneja

  9. Институт клинических исследований Sunbrook Health Sciences Centre, Toronto, ON, Canada

     Alex Kiss

  Авторы

  1. Celina S. Liu

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  2. Nathan Herrmann

     Посмотреть публикации автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  3. Bing Xin Song

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  4. Joycelyn Ba

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  5. Дэмиен Галлахер

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  6. Paul I. Oh

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  7. Susan Marzolini

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  8. Тарек К. Раджи

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  9. Джоселин Чарльз

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  10. Purti Papneja

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  11. Mark J. Rapoport

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  12. Ana C. Andreazza

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  13. Danielle Vieira

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  14. Alex Kiss

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  15. Krista L. Lanctôt

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  Contributions

  KLL, CSL и NH разработали исследование. KLL, NH, DG, PIO, SM, TKR, ACA, AK, PP, JC и CSL внесли свой вклад в разработку протокола. Исследовательская группа нейропсихофармакологии (KLL, DG, NH, MJR, DV, CSL, BS) будет нести основную ответственность за набор, оценку, управление данными, анализ, интерпретацию данных и публикацию результатов. CSL, KLL, NH, BS и JB внесли основной вклад в написание рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

  Автор, ответственный за переписку

  Переписка с Криста Л. Ланкто.

  Декларации этики

  Утверждение этических норм и согласие на участие

  Утверждение этических норм для этого исследования (протокол версии 1.3, 31 июля 2020 г.) было получено от REB Sunnybrook (075-2018) и REB University Health Network (18-5508). Эти советы по этике исследований будут утверждать все последующие поправки к протоколу. Если участники не обладали когнитивными способностями дать согласие, назначенные ими доверенности предоставляют письменное информированное согласие до их участия в испытании. Участники будут проинформированы о любых изменениях или новой информации, которые могут повлиять на их безопасность и готовность продолжать участие в исследовании.

  Согласие на публикацию

  Неприменимо.

  Конкурирующие интересы

  Список следователей с конкурирующими интересами и подробностями, которые они объявили, выглядит следующим образом: KLL получил исследовательские гранты от Национальных институтов старения, Фонда открытия лекарств от болезни Альцгеймера, Канадского общества болезни Альцгеймера, Ассоциации болезни Альцгеймера, Канадских институтов исследований в области здравоохранения, Уэстонского института мозга; гонорары от BioXcel, Cerevel, Eisai и Praxis. Это исследование поддерживается Объявлением о приоритетах исследований Канадского института здравоохранения в области неврологии, психического здоровья и наркомании.

  NH получила гранты на исследования, прошедшие рецензирование, от Фонда открытия лекарств от болезни Альцгеймера, Канадского общества болезни Альцгеймера, Национального института здравоохранения, Канадских институтов исследований в области здравоохранения.

  У остальных авторов нет конкурирующих интересов.

  Дополнительная информация

  Примечание издателя

  Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

  Права и разрешения

  Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете автора(ов) оригинала. и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала.