Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Pacjent podczas sesji tDCS

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (ang. transcranial direct current stimulation – tDCS) – procedura lecznicza oparta o neuromodulację poprzez dostarczanie słabego prądu stałego do kory mózgowej przy użyciu elektrod umieszczanych na głowie.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Stymulacja elektryczna nie jest młodą metodą medyczno-naukową. Od wieków była stosowana do leczenia różnego rodzaju schorzeń i chorób, a pierwsze źródła energii elektrycznej wykorzystywane do stymulacji pochodziły od zwierząt. Już starożytni Egipcjanie wiedzieli o właściwościach elektrycznych sumów nilowych. Pierwsze dowody stymulacji elektrycznej pojawiły się kilka wieków później w antycznej Grecji; Platon i Arystoteles opisali leczniczy wpływ wyładowań elektrycznych generowanych przez ryby drętwokształtne. Pierwszy udokumentowany dowód na zastosowanie stymulacji przezczaszkowej pochodzi z okresu Cesarstwa Rzymskiego; lekarz rzymskiego cesarza Kludiusza – Scribonius Largus - opisał, jak można załagodzić ból głowy u pacjenta poprzez umieszczenie na skórze żywej płaszczki (ryby drętwokształtnej). Podejrzewa się, że pierwszą osobą, o której wiadomo, że wyzdrowiała dzięki stymulacji prądem ryb był Anthero – wyzwolony niewolnik Tyberiusza Cezara, który prawdopodobnie cierpiał na podagrę. Pod koniec XI wieku, perski lekarz Ibn-Sidah zaproponował użycie ryb elektrycznych do leczenia padaczki; umieszczał on żywe sumy na czole pacjentów. W 1773 anatom i fizjolog John Hunter zbadał płaszczkę elektryczną. Zwierzęta te wytwarzają wstrząsy elektryczne dzięki narządowi, który na polecenie mózgu generuje trójwymiarowe pole dipolowe wokół ich ciała, rozładowując jednocyklowe impulsy od poniżej 1 Hz do około 65 Hz w spoczynku. Energia elektryczna ryb nie jest prądem stałym, ponieważ jest zmienna w czasie a sygnał nie jest stały; niemniej jednak jest to pierwszy odnotowany rodzaj stymulacji w historii.

Około roku 1660 niemiecki naukowiec Otto von Guericke wynalazł pierwszy generator elektrostatyczny. Można uznać jego wynalazek za pierwsze urządzenie stymulujące, a jego późniejsze odmiany stosowane były przez np. Leopoldo Marco Antonio Caldani’ego w 1756 do stymulacji mięśni u owiec i żab.

W XVIII wieku Luigi Galvani wynalazł pierwowzór akumulatora galwanicznego, a jego siostrzeniec, Giovanni Aldini, był jedną z pierwszych osób, które wykorzystały prąd stały do zastosowań klinicznych. Najbardziej szczegółowe sprawozdanie Aldiniego na temat leczenia klinicznego prądem stałym dotyczy Luigiego Lanzariniego, 27-letniego rolnika cierpiącego na ciężką depresję. Podobno podczas terapii nastrój pacjenta stopniowo się poprawiał. Praca Aldiniego była kamieniem milowym, który zapoczątkował erę stymulacji prądem stałym w schorzeniach neurologicznych i psychiatrycznych. Kolejne przypadki stymulacji prądem stałym odnotowane zostały w 1802 roku (Hellwag i Jacobi) oraz około 1880 roku, kiedy to stosowanie elektroterapii (wczesna metoda tDCS) mózgu zyskało popularność wśród niemieckich psychiatrów; Wilhelm Tigges, Rudolph Gottfried Arndt oraz Wilhelm Erb próbowali ustalić zasady najkorzystniejszych metod aplikacji i dawkowania stymulacji elektrycznej.

Wielu innych badaczy stosowało prąd stały do leczenia zaburzeń psychicznych w XIX wieku i na początku XX wieku, ale zmienność procedur, niejasne opisy, niewiele szczegółów jakościowych i źle rozumiany efekt polaryzacji doprowadziły do zmiennych i/lub niejednoznacznych wyników, dlatego od lat 30. XX wieku stosowanie stymulacji prądem stałym zostało zaniechane.

W 1964 roku Lippold i Redfearn zastosowali prąd stały 50-500 µA u 32 zdrowych osób i zaobserwowali, że prąd anodowy wywoływał wzrost czujności, pobudzenie nastroju i aktywności ruchowej, natomiast polaryzacja katodowa wywoływała apatię. W latach 1960-1998 standaryzacja parametrów elektrycznych bodźców była niewielka. Brak rygoru metodologicznego w odniesieniu do niektórych parametrów, takich jak położenie elektrody referencyjnej, liczba sesji, docelowy obszar stymulacji, natężenie prądu, rozmiar elektrody i czas trwania każdej sesji, może wyjaśniać pewne sprzeczne wyniki między badaniami[1].

Za początek standaryzowanych badań z użyciem nowoczesnego tDCS uznaje się rok 1998, kiedy Priori i jego współpracownicy (Nitsche and Paulus) zbadali wpływ prądu stałego na mózg, testując jego wpływ na pobudliwość kory mózgowej[2][3].

tDCS jest obiecującym narzędziem dla neurobiologów, neurologów klinicznych i psychiatrów w ich dążeniu do badania przyczynowości korowych reprezentacji funkcji czuciowo-ruchowych i poznawczych, w celu ułatwienia leczenia różnych zaburzeń neuropsychiatrycznych[3].

Mechanizm działania[edytuj | edytuj kod]

Metoda tDCS pozwala na stymulowanie prądem stałym konkretnych obszarów kory mózgowej. Zwykle wykorzystuje się do tego dwie elektrody – anodową i katodową – które zostają przymocowanie do skóry głowy uczestnika badania[4]. W jednopółkulowej konfiguracji tDCS jedna elektroda jest nazywana elektrodą docelową, a druga - elektrodą referencyjną. Jest to związane z kierunkiem przepływu prądu między elektrodami.

W praktyce mamy do czynienia ze stymulacją anodową i katodową, które różnią się kierunkiem przepływu prądu oraz wpływem na zmiany spoczynkowego potencjału błonowego stymulowanych neuronów[5]. Stymulacja anodowa jest związana z depolaryzacją neuronów i w konsekwencji zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się potencjałów czynnościowych w obszarach stymulowanych. Stymulacja katodowa natomiast, doprowadza do hiperpolaryzacji neuronów, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo wystąpienia potencjałów czynnościowych[6].

Zakłada się, że zmiana aktywności neuronalnej wywołana przez tDCS może powodować zmianę funkcjonowania mózgu, a w konsekwencji służyć w terapiach zaburzeń. Może także być narzędziem mającym na celu poszerzanie wiedzy o funkcjonowaniu ludzkiego mózgu[4].

Zakłada się, że osoba badana może być bezpiecznie stymulowana tDCS po 20 do 30 min[4] dziennie przez 2 do 6 tygodni. Średnie natężenie prądu, które jest stosowane w badaniach ogranicza się do zakresu od 1 do 2 mA[7].

Kryteria wykluczenia potencjalnego uczestnika badań z wykorzystaniem tDCS[edytuj | edytuj kod]

Przed badaniem z wykorzystaniem tDCS badacze są zobowiązani do przeprowadzenia szczegółowego wywiadu z uczestnikami. Ma on na celu zapewnienie pełnego bezpieczeństwa osób badanych, co czasem może być z wiązane z ich wykluczeniem z badania. Kryteria wykluczenia znajdują się poniżej[4]:

Kryteria wyłączenia Powód wykluczenia
Podejrzenie ciąży. Dotychczas jedno badanie wykazało, że użycie metody tDCS nie jest zagrożeniem dla płodu[8], ale badania te są wciąż na wczesnym etapie. W ramach bezpieczeństwa wyklucza się kobiety ciężarne lub z podejrzeniem ciąży.
Historia migren. tDCS może powodować bóle głowy lub zwiększać ryzyko ataku migreny[9] (Przeprowadza się jednak badania związane z leczeniem migren metodą tDCS)
Jeśli kontakt ze skórą głowy nie jest możliwy (np. chustka na głowę lub dredy). Co najmniej jedna elektroda musi stykać się ze skórą głowy ze względów bezpieczeństwa oraz w celu zapewnienia bezpiecznego poziomu impedancji[4].
Osoba ma chorobę skóry głowy lub chorobę skóry (np. łuszczycę lub egzemę). tDCS może pogorszyć stan skóry głowy, gdy ta jest uszkodzona[10][11].
Osoba posiada implanty metalowe, w tym elektrody wewnątrzczaszkowe, zaciski chirurgiczne, odłamki lub rozrusznik serca. Implanty metalowe mogą zmieniać przepływ prądu generowanego przez tDCS[12].
Osoba w przyszłości doznała urazu głowy związanego z utratą przytomności. Zmiany mózgu spowodowane urazami głowy mogą zmieniać reaktywności mózgu na stymulację tDCS[12].
Osoba z ryzykiem napadów padaczkowych lub epilepsją. Napady padaczkowe mogą być wywoływane z wykorzystaniem podobnych technik stymulacji (np. TMS), dlatego wskazane jest wykluczenie każdego pacjenta z ryzykiem padaczkowym[5].
Osoba przyjmuje leki na receptę lub leczy się samodzielnie (z wyjątkiem pigułki antykoncepcyjnej). Różne leki mogą zmieniać próg napadowy (np. leki psychotropowe[13]) lub zmieniać sprawność poznawczą (np. leki przeciwhistaminowe[14]).
Diagnozy medyczne zaburzeń psychicznych lub neurologicznych. Wybór grupy badanej zależy od rodzaju badania, ale ważne jest, aby pamiętać, że uczestnicy, u których diagnoza lekarska dotyczy zaburzeń psychicznych lub neurologicznych, mogą być bardziej podatni na działania niepożądane[5].
Niekorzystne skutki poprzednich tDCS lub innych technik stymulacji mózgu (np. TMS) Dodatkowe środki bezpieczeństwa.

Procedura montowania oraz przeprowadzania badania z wykorzystaniem tDCS[edytuj | edytuj kod]

Proces montowania[4] tDCS zaczyna się od ustalenia pożądanego miejsca stymulacji na głowie oraz upewnienia się, że nie ma uszkodzeń skóry w badanym obszarze. Kolejnym etapem jest wybór substancji przewodzącej, która pozwala na przepływ prądu między elektrodami a skórą głowy, i która jest konieczna do skutecznego przeprowadzenia badania. Wykorzystuje się w tym celu sól fizjologiczną lub żel EEG stosowany do mocowania elektrod do skóry głowy. Uważa się, że żel pozwala na skuteczniejsze kontrolowanie przepływu prądu. Ważne jest także, aby włosy uczestnika były krótkie lub ułożone tak, aby zapewnić dobry kontakt skóry głowy z elektrodą.

Wyposażenie tDCS dla zestawu HDC. (A) Neoprenowe czepki do mocowania elektrod, (B) paski do mocowania elektrod, (C) kabel złącza programatora/stymulatora, (D) zasilacz, (E) stymulator tDCS (baterie w środku), (F) narzędzie do programowania parametrów stymulatora tDCS , (G) woreczki do przechowywania gąbki, (H) przewody elektrod (czerwony — anodowy; czarny — katodowy), (I) elektrody gumowe, (J) złącze kabla, (K) przewodzący żel EEG, (L) sprzęt pomiarowy (pisak zmywalny i taśma miernicza), (M)sól fizjologiczna (20 ml saszetki ułatwiające aplikację). Nie wszystkie zestawy tDCS są zaopatrzone w oddzielne narzędzie do programowania parametrów[15]

Elektrody są przyłączane do odpowiednich portów anodowych/katodowych stymulatora za pomocą przewodów oraz zabezpieczane za pomocą nasadki, gumek lub elastycznej siatki rurkowej. Standardową aparaturę przedstawiono na rysunku.

Sposoby na odpowiednie przyłączenie elektrod[edytuj | edytuj kod]

Umiejscowienie elektrod w odpowiednich miejscach jest koniecznym warunkiem przeprowadzenia badania prawidłowo. Jeżeli elektroda będzie niepoprawnie zamontowana może to spowodować, że stymulacja będzie nieprecyzyjna oraz obejmie niechciane obszary kory. Miejsce przyłączenia elektrod określa się wykorzystując m.in. system EEG 10:20, który polega na zmierzeniu obwodu głowy uczestnika. Potem wykorzystuje się ten pomiar do zlokalizowania odpowiednich obszarów. Znacznie dokładniejsze są metody odnoszące się do technik obrazowania mózgu, takich jak fMRI lub PET, ale też są one bardziej czasochłonne i kosztowne[4]. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie techniki COMETS, którą opracowano w ramach MatLab Toolbox[4]. Ma ona na celu precyzyjne określenie miejsca elektrod poprzez symulację przepływu prądu pomiędzy nimi.

Rodzaje stymulacji[edytuj | edytuj kod]

Istnieją trzy różne rodzaje stymulacji: anodowa, katodowa i pozorna. Stymulacja anodowa jest stymulacją dodatnią, która zwiększa pobudliwość neuronalną stymulowanego obszaru. Stymulacja katodowa zmniejsza pobudliwość neuronów stymulowanego obszaru. Stymulacja pozorna (ang. SHAM stimulation) jest używana jako warunek kontrolny w eksperymentach. Odbywa się poprzez zwiększenie natężenia prądu na kilka sekund (zwykle 30 s) w docelowym obszarze mózgu. jego tłumienie w czasie głównej części trwania badania oraz ponowne zwiększenie natężenia na kilka sekund na końcu procedury. W ten sposób, osoby badane teoretycznie doświadczają tych samych wrażeń, co w przypadku prawdziwej stymulacji (np. swędzenie i mrowienie)[5]. Doświadczenia są podobne zarówno w przypadku stymulacji rzeczywistej, jak i pozornej, ponieważ osoby badane w warunku eksperymentalnym przyzwyczajają się do prądu, podczas gdy, w warunku kontrolnym prąd słabnie[16].

Porównując wyniki u osób poddanych stymulacji pozornej z wynikami osób poddanych stymulacji anodowej lub katodowej, badacze mogą stwierdzić, jak duży efekt jest spowodowany samą stymulacją (anodowa, katodowa), w porównaniu do efektu placebo (pozorna).

Elektrody w tDCS mogą być umieszczane jednopółkulowo lub dwupółkulowo. Rozmieszczenie jednopółkulowe dotyczy stymulacji jednego obszaru korowego. Rozmieszczenie dwupółkulowe polega na emitowaniu podwójnej stymulacji do dwóch równoległych kor (np. kor ciemieniowych[16]), w wyniku czego dochodzi do pobudzenia jednego obszaru mózgu i równoległego hamowania aktywności drugiego.

Obecnie coraz częściej stosuje się kilka mniejszych elektrod zamiast pojedynczej elektrody docelowej i referencyjnej[5]. Pozwala to na bardziej precyzyjne manipulowanie aktywnością konkretnych struktur korowych. To nowe podejście nosi nazwę High Definition tDCS (HD-tDCS)[4].

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Próby udowodnienia skuteczności w leczeniu w redukcji objawów depresji[17][18] dają mieszane rezultaty.

Wstępne badania wykazują jej skuteczność w leczeniu zaburzeń lękowych[19] oraz PTSD[20].

Nie wykazano pozytywnego wpływu tDCS na funkcjonowanie poznawcze u osób z depresją[21], ani na leczenie deficytów pamięci u pacjentów z chorobą Alzheimera[22].

Zastosowania tDCS[edytuj | edytuj kod]

Można wyróżnić trzy główne powody, dla których warto prowadzić badania kliniczne związane z wykorzystaniem tDCS[23]:

  1. istnieją teoretyczne podstawy kliniczne dla tDCS jako leczenia zastępującego farmakoterapię, np. u pacjentów ze złą tolerancją leków lub u tych, u których występują niekorzystne interakcje farmakologiczne (np. osoby starsze stosujące kilka leków). Jedną z grup, która potencjalnie skorzystałaby z dalszego badania bezpieczeństwa tDCS, są kobiety w ciąży z chorobą afektywną jednobiegunową, ponieważ brakuje akceptowalnych alternatyw farmakologicznych dla kobiet z tej grupy.
  2. wykorzystanie tDCS jako leczenia wspomagającego - np. tDCS i terapia ograniczająca w przypadku udaru mózgu, lub tDCS i farmakoterapia w przypadku przewlekłego bólu lub poważnej depresji. Również w tym przypadku efekty uboczne i nieinwazyjność sprawiają, że tDCS jest atrakcyjną strategią wzmacniającą efekty innych terapii, oprócz jego neurofizjologicznego wpływu na próg spoczynkowy błony.
  3. tDCS jest niedrogi, dlatego jest atrakcyjny dla obszarów pozbawionych zasobów. Jeśli okaże się skuteczny, tDCS będzie interesującą opcją dla krajów rozwijających się.

Liczne badania przeprowadzone przez międzynarodowe zespoły popierają tezę, że zastosowanie tDCS może powodować korzyści w różnych schorzeniach. tDCS może być wykorzystywany jako potencjalna interwencja terapeutyczna (bez większych skutków ubocznych) w wielu przypadkach klinicznych takich jak depresja, chroniczny ból, udar mózgu, afazja, choroba Alzheimera, Parkinsona oraz schizofrenia. Ponadto, tDCS jest narzędziem, które pozwala bezpiecznie modulować neurofizjologię i zachowania ludzi, co okazało się być korzystne w wyjaśnianiu funkcji różnych obszarów mózgowych[24].

Pacjenci po udarze[edytuj | edytuj kod]

Badania wykorzystujące stymulację u pacjentów po udarze pokazały, że codzienne sesje tDCS poprawiają sprawność kończyn górnych pacjentów, a także poprawiają ich funkcjonowanie w zakresie czynności życia codziennego. U pacjentów po łagodnym lub umiarkowanym udarze, sesje tDCS (w połączeniu z fizjoterapią lub bez niej) poprawiają ich funkcje motoryczne.

Użyteczność metody tDCS u pacjentów po udarze badano również w kontekście afazji językowych. Stymulacja anodowa tDCS na obszary okołoruchowe poprawiała funkcje językowe, ale efekt ten utrzymywał się tylko wtedy, gdy tDCS był połączony z treningiem językowym. Należy przeprowadzić więcej badań, aby ocenić skuteczność tDCS w praktycznej rehabilitacji językowej, przede wszystkim poprzez zbadanie stabilności efektu w dłuższej perspektywie czasu. Przykładowe badanie Monti et al. z 2012 roku[25] wykazało, że choć leczenie tDCS w afazji wywołuje poprawę sprawności w mowie o około 25%, to efekt ten jest krótkotrwały[24].

Choroby neurodegeneracyjne[edytuj | edytuj kod]

W badaniach podjęto również próby wykorzystania tDCS do poprawy funkcji poznawczych u pacjentów z chorobą Alzheimera. Sugeruje się, że zastosowanie tej metody może pozytywnie wpłynąć na poprawę sprawności pamięci. Pozytywne efekty na skutek powtarzających się sesji tDCS wydają się utrzymywać przez co najmniej 4 tygodnie[26].

Schizofrenia[edytuj | edytuj kod]

U pacjentów ze schizofrenią, którzy nie reagowali na leki, wykorzystano katodową stymulację tDCS nad lewym skrzyżowaniem skroniowo-ciemieniowym (temporoparietal junction, TPJ) w połączeniu ze stymulacją anodową nad lewą grzbietowo-boczną korą przedczołową (dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC). W konsekwencji, słuchowe halucynacje werbalne zmniejszały się o 31% na okres nawet 3 miesięcy[27].

Wrażliwość na ból[edytuj | edytuj kod]

W badaniach wpływu tDCS na wrażliwość na ból u osób zdrowych, stymulacja anodowa prowadziła do wzrostu progu bólowego i większej tolerancji w porównaniu ze stymulacją pozorną. U pacjentów poddanych artroskopii kolana, zastosowanie tDCS zmniejszało poziom bólu, a w konsekwencji potrzebę przyjmowania leków przeciwbólowych. Pozytywne rezultaty przy użyciu narzędzia tDCS można zaobserwować w przypadku bólu ciągłego i napadowego.

U pacjentów z epizodycznymi migrenami bez aury zastosowano leczenie profilaktyczne z wykorzystaniem anodowej stymulacji tDCS. Na jego skutek zaobserwowano zmniejszenie częstotliwości napadów migreny, zmniejszenie liczby dni z migreną, skrócony czas trwania napadu i zmniejszone przyjmowanie silnych leków. Korzyści te utrzymywały się średnio prawie 5 tygodni po zakończeniu leczenia. Istnieją również doniesienia wskazujące na potencjał tDCS w leczeniu bólu kończyn fantomowych. Potrzebne są badania dotyczące skuteczności tDCS w leczeniu bólu, które uwzględnią również efekt placebo[24].

Depresja[edytuj | edytuj kod]

Zostało przeprowadzonych wiele badań, które miały na celu określenie bezpieczeństwa i skuteczności leczenia tDCS u osób z depresją. W 2020 roku opublikowano systematyczny przegląd badań dotyczących leczenia zaburzeń depresyjnych (major depressive disorder, MDD) z wykorzystaniem tDCS[28]. W metaanalizie zestawiono wyniki z dziewięciu badań (łącznie 572 uczestników) przeprowadzonych do grudnia 2018 r. Wyniki wykazały statystycznie wyższą skuteczność stymulacji tDCS w zmniejszeniu objawów depresji w porównaniu ze stymulacją pozorną dla dziewięciu kwalifikujących się badań. W metaanalizie z 2016 roku sugerowano, że 34% osób leczonych za pomocą tDCS wykazało co najmniej 50% redukcję objawów (w porównaniu do 19% placebo)[29]. W kolejnym roku przeprowadzono badanie, w którym 6-tygodniowe leczenie tDCS spowodowało redukcję co najmniej połowy objawów u 41% osób z depresją (vs. 22% placebo i 47% leki przeciwdepresyjne)[30]. Ponadto, już w 2015 roku brytyjski National Institute for Health and Care Excellence (NICE) uznał tDCS za bezpieczny i wydający się być skuteczny w leczeniu depresji.

Zalety tDCS[edytuj | edytuj kod]

W porównaniu z innymi metodami neuronauki poznawczej, takimi jak inwazyjna stymulacja mózgu (np. głęboka stymulacja mózgu), tDCS jest uważany za bezpieczniejszy i tańszy[31][32][33][16]. Metoda tDCS pozwala na bezpośrednie manipulowanie funkcjami mózgu w interesujących nas obszarach z minimalnym dyskomfortem i bez ryzykownych chirurgicznych ingerencji w jego struktury. Dodatkowo, może być wykorzystywany w badaniu wpływ tych manipulacji na zachowanie lub wywoływanie pożądanych tymczasowych zmian aktywności mózgu.

Potencjał badawczy tDCS polega na znalezieniu neuronalnych korelatów określonych zachowań. Metodę tDCS można łatwo połączyć z farmakoterapią, np. Brunoni et al.[34] wykazali, że łączne stosowanie tDCS i sertraliny (leku przeciwdepresyjnego z klasy selektywnych inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny) wymaga zmniejszenia dawki iniekcji w badaniach klinicznych.

Porównanie do innych narzędzi[edytuj | edytuj kod]

Rysunek 2: Techniki przezczaszkowej stymulacji elektrycznej. Podczas gdy tDCS wykorzystuje stałe natężenie prądu, tRNS i tACS wykorzystują prąd zmienny. Oś pionowa przedstawia natężenie prądu w miliamperach (mA), natomiast oś pozioma ilustruje przebieg czasowy[35].

Porównanie tDCS i TMS[edytuj | edytuj kod]

tDCS w porównaniu do TMS jest bezpieczniejszy i wiąże się z mniejszym prawdopodobieństwem wystąpienia skutków ubocznych przy niepoprawnym zastosowaniu[36]. Jego montaż jest prostszym, a sam sprzęt jest przenośny, dzięki czemu osoba badana nie ma obowiązku pozostawać w bezruchu w ciągu badania. tDCS dodatkowo pozwala na lepszą kontrolę eksperymentalną, ponieważ stymulacja pozorna (placebo) w odczuciu badanych nie jest odróżnialna od rzeczywistej. Jednakże, tDCS charakteryzuje się znacznie mniejszą, przestrzenną i czasową rozdzielczością w porównaniu do TMS. Wreszcie w przypadku tDCS łatwiejsze może być uzyskanie dłużej utrzymującego się efektu modulującego funkcje korowe niż w przypadku TMS[37].

Porównanie tDCS i tACS[edytuj | edytuj kod]

Przezczaszkowa stymulacja prądem przemiennym (tACS) działa poprzez wykorzystanie regularnych oscylacji (okresowych) prądu elektrycznego, zmieniającego się między dodatnimi i ujemnymi napięciami (patrz rys.2)[38].

W metodzie tACS polaryzacja zmienia się w ciągu jednego półokresu oscylacji, przez co nie jest aż tak ważne, aby odpowiednio rozmieścić anodę i katodę. Dodatkowo, przy wykorzystaniu tACS można manipulować częstotliwością fali, co nie jest możliwe przy użyciu tDCS, gdzie częstotliwość jest zawsze stała.

W badaniach funkcjonowania mózgu, tDCS wykorzystuje się do manipulowania plastyczności (t.j. zdolności uczenia się) i progu pobudliwości (t.j najmniejszą siłę bodźca wywołującą widoczną reakcję). Natomiast tACS stosuje się do zmiany trwającej aktywności oscylacyjnej[39] powodującej pobudzenie neuronów[40].

Porównanie tDCS i tRNS[edytuj | edytuj kod]

Przezczaszkowa stymulacja szumem losowym (tRNS(inne języki)) wykorzystuje prąd zmienny o losowych wartościach częstotliwości i natężenia. W porównaniu z tDCS, tRNS tworzy losowo zmieniające się pole elektryczne, które zapobiega aktywacji mechanizmów homeostatycznych (mechanizmy dążące do zachowania równowagi wewnętrznej organizmu), co pozwala na wywołanie wyraźniejszych efektów modulacji neuronów[41].

Przy dostosowaniu średniej amplitudy sygnałów tRNS (DC-offset(inne języki)) można uzyskać jednokierunkowy przepływ prądu podobny do tDCS[42] i nawet osiągnąć lepszy efekt modulacyjny kory mózgowej[43][44][45], co podnosi możliwość, że tRNS + DC-offset może być bardziej skuteczny w poprawie funkcji poznawczych.

Skutki uboczne tDCS[edytuj | edytuj kod]

Badania wskazują, że efekty uboczne tDCS są na ogół łagodne i bardzo indywidualne. Skutki uboczne różnią się, jednak głównie dotyczą podrażnień skóry głowy od swędzenia, mrowienia i pieczenia, do zaczerwienienia pod stymulowanymi obszarami. Poważniejsze działania niepożądane, takie jak ból głowy, nudności i bezsenność, występują rzadko[46]. Zazwyczaj badani mają na nie wysoką tolerancję. W przypadkach krytycznych mogą wystąpić oparzenia skóry[47][48].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. ↑ Zeinab Esmaeilpour i inni, Notes on Human Trials of Transcranial Direct Current Stimulation between 1960 and 1998, „Frontiers in Human Neuroscience”, 11, 2017, DOI: 10.3389/fnhum.2017.00071/full, ISSN 1662-5161 [dostęp 2022-12-08].
  2. ↑ C.I. Sarmiento, D. San-Juan, V.B.S. Prasath, Letter to the Editor: Brief history of transcranial direct current stimulation (tDCS): from electric fishes to microcontrollers, „Psychological Medicine”, 46 (15), 2016, s. 3259–3261, DOI: 10.1017/S0033291716001926, ISSN 0033-2917 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  3. ↑ a b Gottfried Schlaug, Vijay Renga, Transcranial direct current stimulation: a noninvasive tool to facilitate stroke recovery [online].
  4. ↑ a b c d e f g h i Hayley Thair i inni, Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): A Beginner's Guide for Design and Implementation, „Frontiers in Neuroscience”, 11, 2017, DOI: 10.3389/fnins.2017.00641, PMID: 29213226, PMCID: PMC5702643 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  5. ↑ a b c d e Michael A. Nitsche i inni, Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008, „Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation”, 1 (3), 2008, s. 206–223, DOI: 10.1016/j.brs.2008.06.004, ISSN 1935-861X, PMID: 20633386 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  6. ↑ Michael A. Nitsche i inni, Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008, „Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation”, 1 (3), 2008, s. 206–223, DOI: 10.1016/j.brs.2008.06.004, ISSN 1935-861X, PMID: 20633386 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  7. ↑ Hayley Thair i inni, Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): A Beginner's Guide for Design and Implementation, „Frontiers in Neuroscience”, 11, 2017, DOI: 10.3389/fnins.2017.00641/full, ISSN 1662-453X [dostęp 2022-12-08].
  8. ↑ Simone Vigod i inni, Transcranial direct current stimulation (tDCS) for treatment of major depression during pregnancy: study protocol for a pilot randomized controlled trial, „Trials”, 15, 2014, s. 366, DOI: 10.1186/1745-6215-15-366, ISSN 1745-6215, PMID: 25234606, PMCID: PMC4177439 [dostęp 2022-12-08].
  9. ↑ Csaba Poreisz i inni, Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients, „Brain Research Bulletin”, 72 (4-6), 2007, s. 208–214, DOI: 10.1016/j.brainresbull.2007.01.004, ISSN 0361-9230, PMID: 17452283 [dostęp 2022-12-08].
  10. ↑ Pedro Shiozawa i inni, Safety of repeated transcranial direct current stimulation in impaired skin: a case report, „The journal of ECT”, 29 (2), 2013, s. 147–148, DOI: 10.1097/YCT.0b013e318279c1a1, ISSN 1533-4112, PMID: 23303424 [dostęp 2022-12-08].
  11. ↑ C.K. Loo i inni, Avoiding skin burns with transcranial direct current stimulation: preliminary considerations, „The International Journal of Neuropsychopharmacology”, 14 (3), 2011, s. 425–426, DOI: 10.1017/S1461145710001197, ISSN 1469-5111, PMID: 20923600 [dostęp 2022-12-08].
  12. ↑ a b Abhishek Datta, Marom Bikson, Felipe Fregni, Transcranial direct current stimulation in patients with skull defects and skull plates: high-resolution computational FEM study of factors altering cortical current flow, „NeuroImage”, 52 (4), 2010, s. 1268–1278, DOI: 10.1016/j.neuroimage.2010.04.252, ISSN 1095-9572, PMID: 20435146, PMCID: PMC2910315 [dostęp 2022-12-08].
  13. ↑ Francesco Pisani i inni, Effects of psychotropic drugs on seizure threshold, „Drug Safety”, 25 (2), 2002, s. 91–110, DOI: 10.2165/00002018-200225020-00004, ISSN 0114-5916, PMID: 11888352 [dostęp 2022-12-08].
  14. ↑ G.G. Kay, The effects of antihistamines on cognition and performance, „The Journal of Allergy and Clinical Immunology”, 105 (6 Pt 2), 2000, S622–627, DOI: 10.1067/mai.2000.106153, ISSN 0091-6749, PMID: 10856168 [dostęp 2022-12-08].
  15. ↑ Hayley Thair i inni, Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): A Beginner's Guide for Design and Implementation, „Frontiers in Neuroscience”, 11, 2017, s. 641, DOI: 10.3389/fnins.2017.00641, ISSN 1662-4548, PMID: 29213226, PMCID: PMC5702643 [dostęp 2022-12-08].
  16. ↑ a b c Sudha Kilaru Kessler i inni, Differences in the experience of active and sham transcranial direct current stimulation, „Brain Stimulation”, 5 (2), 2012, s. 155–162, DOI: 10.1016/j.brs.2011.02.007, ISSN 1935-861X [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  17. ↑ André R. Brunoni i inni, Transcranial direct current stimulation for acute major depressive episodes: Meta-analysis of individual patient data, „The British Journal of Psychiatry”, 208 (6), 2016, s. 522–531, DOI: 10.1192/bjp.bp.115.164715, PMID: 27056623, PMCID: PMC4887722.
  18. ↑ Jean-Pascal Lefaucheur i inni, Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS), „Clinical Neurophysiology”, 128 (1), 2017, s. 56–92, DOI: 10.1016/j.clinph.2016.10.087, PMID: 27866120.
  19. ↑ Dirson João Stein i inni, Transcranial Direct Current Stimulation in Patients with Anxiety: Current Perspectives, „Neuropsychiatric Disease and Treatment”, 16, 2020, s. 161–169, DOI: 10.2147/NDT.S195840, ISSN 1176-6328, PMID: 32021208, PMCID: PMC6969693.
  20. ↑ Mohammad Javad Ahmadizadeh, Mehdi Rezaei, Paul B. Fitzgerald, Transcranial direct current stimulation (tDCS) for post-traumatic stress disorder (PTSD): A randomized, double-blinded, controlled trial, „Brain Research Bulletin”, 153, 2019, s. 273–278, DOI: 10.1016/j.brainresbull.2019.09.011, ISSN 1873-2747, PMID: 31560945.
  21. ↑ Donel M. Martin i inni, Cognitive effects of transcranial direct current stimulation treatment in patients with major depressive disorder: An individual patient data meta-analysis of randomised, sham-controlled trials, „Neuroscience & Biobehavioral Reviews”, 90, 2018, s. 137–145, DOI: 10.1016/j.neubiorev.2018.04.008, PMID: 29660416.
  22. ↑ Djamila Bennabi i inni, Transcranial direct current stimulation for memory enhancement: from clinical research to animal models, „Frontiers in Systems Neuroscience”, 8, 2014, s. 159, DOI: 10.3389/fnsys.2014.00159, ISSN 1662-5137, PMID: 25237299, PMCID: PMC4154388 [dostęp 2022-04-15].
  23. ↑ Andre Russowsky Brunoni i inni, Clinical Research with Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): Challenges and Future Directions, „Brain Stimulation”, 5 (3), 2012, s. 175–195, DOI: 10.1016/j.brs.2011.03.002, ISSN 1935-861X, PMID: 22037126, PMCID: PMC3270156 [dostęp 2022-12-08].
  24. ↑ a b c F Fregni i inni, Regulatory Considerations for the Clinical and Research Use of Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): review and recommendations from an expert panel, „Clinical research and regulatory affairs”, 32 (1), 2015, s. 22–35, DOI: 10.3109/10601333.2015.980944, ISSN 1060-1333, PMID: 25983531, PMCID: PMC4431691 [dostęp 2022-12-08].
  25. ↑ Alessia Monti i inni, Transcranial direct current stimulation (tDCS) and language, „Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry”, 84 (8), 2013, s. 832–842, DOI: 10.1136/jnnp-2012-302825, ISSN 0022-3050, PMID: 23138766, PMCID: PMC3717599 [dostęp 2022-12-08].
  26. ↑ Paulo Sergio Boggio i inni, Prolonged visual memory enhancement after direct current stimulation in Alzheimer's disease, „Brain Stimulation”, 5 (3), 2012, s. 223–230, DOI: 10.1016/j.brs.2011.06.006, ISSN 1876-4754, PMID: 21840288 [dostęp 2022-12-08].
  27. ↑ Jerome Brunelin i inni, Examining transcranial direct-current stimulation (tDCS) as a treatment for hallucinations in schizophrenia, „The American Journal of Psychiatry”, 169 (7), 2012, s. 719–724, DOI: 10.1176/appi.ajp.2012.11071091, ISSN 1535-7228, PMID: 22581236 [dostęp 2022-12-08].
  28. ↑ Adriano H. Moffa i inni, Efficacy and acceptability of transcranial direct current stimulation (tDCS) for major depressive disorder: An individual patient data meta-analysis, „Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry”, 99, 2020, s. 109836, DOI: 10.1016/j.pnpbp.2019.109836, ISSN 0278-5846 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  29. ↑ André R. Brunoni i inni, Transcranial direct current stimulation for acute major depressive episodes: meta-analysis of individual patient data, „The British Journal of Psychiatry”, 208 (6), 2016, s. 522–531, DOI: 10.1192/bjp.bp.115.164715, ISSN 0007-1250, PMID: 27056623, PMCID: PMC4887722 [dostęp 2022-12-08].
  30. ↑ Andre R. Brunoni i inni, Trial of Electrical Direct-Current Therapy versus Escitalopram for Depression, 29 czerwca 2017, DOI: 10.1056/nejmoa1612999 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  31. ↑ Alberto Priori, Mark Hallett, John C. Rothwell, Repetitive transcranial magnetic stimulation or transcranial direct current stimulation?, „Brain Stimulation”, 2 (4), 2009, s. 241–245, DOI: 10.1016/j.brs.2009.02.004, ISSN 1876-4754, PMID: 20633424 [dostęp 2022-12-08].
  32. ↑ Soroush Zaghi, Nikolas Heine, Felipe Fregni, Brain stimulation for the treatment of pain: A review of costs, clinical effects, and mechanisms of treatment for three different central neuromodulatory approaches, „Journal of pain management”, 2 (3), 2009, s. 339–352, ISSN 1939-5914, PMID: 20585474, PMCID: PMC2888303 [dostęp 2022-12-08].
  33. ↑ A.R. Brunoni i inni, Transcranial direct current stimulation (tDCS) in unipolar vs. bipolar depressive disorder, „Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry”, 35 (1), 2011, s. 96–101, DOI: 10.1016/j.pnpbp.2010.09.010, ISSN 1878-4216, PMID: 20854868 [dostęp 2022-12-08].
  34. ↑ Andre Russowsky Brunoni i inni, Sertraline vs. ELectrical Current Therapy for Treating Depression Clinical Trial--SELECT TDCS: design, rationale and objectives, „Contemporary Clinical Trials”, 32 (1), 2011, s. 90–98, DOI: 10.1016/j.cct.2010.09.007, ISSN 1559-2030, PMID: 20854930 [dostęp 2022-12-08].
  35. ↑ Catarina Saiote i inni, Combining functional magnetic resonance imaging with transcranial electrical stimulation, „Frontiers in Human Neuroscience”, 7, 2013, DOI: 10.3389/fnhum.2013.00435/full, ISSN 1662-5161 [dostęp 2022-12-08].
  36. ↑ Haichao Zhao i inni, Modulation of Brain Activity with Noninvasive Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): Clinical Applications and Safety Concerns, „Frontiers in Psychology”, 8, 2017, s. 685, DOI: 10.3389/fpsyg.2017.00685, ISSN 1664-1078, PMID: 28539894, PMCID: PMC5423956 [dostęp 2022-12-08].
  37. ↑ Felipe Fregni i inni, A sham-controlled, phase II trial of transcranial direct current stimulation for the treatment of central pain in traumatic spinal cord injury, „Pain”, 122 (1-2), 2006, s. 197–209, DOI: 10.1016/j.pain.2006.02.023, ISSN 1872-6623, PMID: 16564618 [dostęp 2022-12-08].
  38. ↑ Yuxin Huang i inni, Efficacy and Safety of tDCS and tACS in Treatment of Major Depressive Disorder: A Randomized, Double-Blind, Factorial Placebo-Controlled Study Design, „Neuropsychiatric Disease and Treatment”, 17, 2021, s. 1459–1468, DOI: 10.2147/NDT.S295945, ISSN 1176-6328, PMID: 34012266, PMCID: PMC8128494 [dostęp 2022-12-08].
  39. ↑ Christoph Herrmann i inni, Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes, „Frontiers in Human Neuroscience”, 7, 2013, DOI: 10.3389/fnhum.2013.00279/full, ISSN 1662-5161 [dostęp 2022-12-08].
  40. ↑ Matthew R. Krause i inni, Brain stimulation competes with ongoing oscillations for control of spike timing in the primate brain, „PLOS Biology”, 20 (5), 2022, e3001650, DOI: 10.1371/journal.pbio.3001650, ISSN 1545-7885, PMID: 35613140, PMCID: PMC9132296 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  41. ↑ Anna Fertonani, Cornelia Pirulli, Carlo Miniussi, Random Noise Stimulation Improves Neuroplasticity in Perceptual Learning, „Journal of Neuroscience”, 31 (43), 2011, s. 15416–15423, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2002-11.2011, ISSN 0270-6474, PMID: 22031888 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  42. ↑ Kerrie-Anne Ho, Janet L. Taylor, Colleen K. Loo, Comparison of the Effects of Transcranial Random Noise Stimulation and Transcranial Direct Current Stimulation on Motor Cortical Excitability, „The Journal of ECT”, 31 (1), 2015, s. 67–72, DOI: 10.1097/YCT.0000000000000155, ISSN 1095-0680 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  43. ↑ Yasuto Inukai i inni, Comparison of Three Non-Invasive Transcranial Electrical Stimulation Methods for Increasing Cortical Excitability, „Frontiers in Human Neuroscience”, 10, 2016, DOI: 10.3389/fnhum.2016.00668/full, ISSN 1662-5161 [dostęp 2022-12-08].
  44. ↑ Bence Laczó i inni, Increasing human leg motor cortex excitability by transcranial high frequency random noise stimulation, „Restorative Neurology and Neuroscience”, 32 (3), 2014, s. 403–410, DOI: 10.3233/RNN-130367, ISSN 0922-6028 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  45. ↑ Vera Moliadze, Georg Fritzsche, Andrea Antal, Comparing the Efficacy of Excitatory Transcranial Stimulation Methods Measuring Motor Evoked Potentials, „Neural Plasticity”, 2014, 2014, e837141, DOI: 10.1155/2014/837141, ISSN 2090-5904 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  46. ↑ Csaba Poreisz i inni, Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients, „Brain Research Bulletin”, 72 (4), 2007, s. 208–214, DOI: 10.1016/j.brainresbull.2007.01.004, ISSN 0361-9230 [dostęp 2022-12-08] (ang.).
  47. ↑ Elmar Frank i inni, Anodal skin lesions after treatment with transcranial direct current stimulation, „Brain Stimulation”, 3 (1), 2010, s. 58–59, DOI: 10.1016/j.brs.2009.04.002, ISSN 1876-4754, PMID: 20633432 [dostęp 2022-12-08].
  48. ↑ Ulrich Palm i inni, Skin lesions after treatment with transcranial direct current stimulation (tDCS), „Brain Stimulation”, 1 (4), 2008, s. 386–387, DOI: 10.1016/j.brs.2008.04.003, ISSN 1876-4754, PMID: 20633396 [dostęp 2022-12-08].

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.

Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Przezczaszkowa_stymulacja_prądem_stałym&oldid=72753436”