ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТИМУЛЯЦИЯ (TPES/TPCS): ОБЗОР И МЕХАНИЗМЫ
Что такое tPES/tPCS?
Транскраниальная импульсная электрическая стимуляция (tPES) – также известная как транскраниальная импульсная стимуляция током (tPCS) – это метод неинвазивной стимуляции мозга, при котором через электроды, размещенные на коже головы, передаются кратковременные, прерывистые электрические импульсы. В отличие от tDCS (постоянный ток) или tACS (синусоидальные колебания), tPES использует прерывающиеся токи с определенными частотами.
Интерес к импульсной стимуляции существует уже несколько десятилетий: исследование 1964 года показало, что пульсирующие токи более эффективны, чем постоянный ток, в индукции электроанестезии (электрически индуцированной анальгезии)
[Источник: PMC].
Современные устройства краниальной электростимуляции (CES), предназначенные для лечения бессонницы и тревожности, которые появились в 1970-х годах, также использовали импульсные токи и были одобрены FDA в 1978 году
[Источник: PMC].
После длительного перерыва tPES/tPCS вновь приобрела популярность за последние 10–15 лет как отдельный метод нейромодуляции, что вызвало новый виток исследований его механизмов и потенциальных клинических применений
[Источник: PMC].
МЕХНИЗМ ДЕЙСТВИЯ TPES/TPCS
Точные нейрофизиологические механизмы tPES все еще изучаются [Источник: PubMed]. Однако на данный момент исследования показывают несколько ключевых эффектов:
[01] Синхронизация осцилляций и стохастический резонанс
tPES может модулировать возбудимость мозга, синхронизируя нейронные осцилляции на частоте импульсов и используя стохастический резонанс, при котором вводимый электрический шум усиливает подпороговую нейронную активность
[Источник: PubMed].
В отличие от постоянной поляризации tDCS, импульсная стимуляция, по-видимому, оказывает прямое влияние на ритмическую активность мозга. Например, случайные импульсы (6–10 Гц) стабильно увеличивают мощность альфа-ритма в ЭЭГ и улучшают когерентность сетей
[Источник: PMC].
Эти случайные или шумоподобные импульсы могут синхронизировать эндогенные осцилляции за счет стохастической фасилитации
[Источник: PMC],
потенциально повышая скорость обработки информации (что было продемонстрировано в некоторых исследованиях)
[Источник: PMC].
[02] ИНДУКЦИЯ НЕЙРОПЛАСТИЧНОСТИ
Повторяющиеся короткие импульсы могут вызывать устойчивые изменения в синаптической пластичности.
Исследование Luu et al. (2016) показало, что подача импульсов по 100 мс с частотой ~0,5 Гц (имитирующая низкочастотные rTMS-протоколы) привела к значительному снижению возбудимости моторной коры (эффект, напоминающий долговременную депрессию – LTD), сохранявшемуся в течение 90 минут
[Источник: Frontiers].
Аналогично, исследование Ma et al. (2019) с использованием двухфотонной микроскопии in vivo показало, что анодальная tPCS усиливает маркеры пластичности коры у мышей – даже при низкоинтенсивных (0.1 мА) анодных импульсах в течение 5 минут наблюдался приток кальция в астроциты и другие глиальные клетки, что указывает на взаимодействие нейронов и глии
[Источник: PMC].
Импульсная стимуляция увеличивала экспрессию белков MAP-2 и GAP-43, связанных с ростом синапсов
[Источник: PMC],
поддерживая нейрогенез и восстановление после инсульта.
[03] ГЛУБИННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НЕЙРОСЕТИ
Вычислительные модели и нейровизуализационные исследования показывают, что импульсные токи могут проникать глубже и активировать подкорковые структуры, такие как мозговой ствол, таламус и гипоталамус, в отличие от tDCS, который в основном модулирует кору
[Источник: PMC].
Исследование Voroslakos et al. (2018) на грызунах продемонстрировало, что стандартные низкоинтенсивные tDCS-поля слишком слабы, чтобы запустить нейронный ответ, но очень короткие импульсы высокой интенсивности способны напрямую активировать нейроны
[Источник: MDPI].
ВСЕОБЪЕМЛЮЩИЙ СУМАРИЗАТОР ИССЛЕДОВАНИЙ
Короткая сводка всех исследований,разобраных в рамках этой страницы.
[01] Исследования влияния tPCS на когнитивные и физиологические функции у здоровых людей
[A] влияние на утомление
Wu et al. (2022a): tPCS и биохимическое утомление у атлетов – положительные эффекты
Wu et al. (2022b): tPCS и физическое утомление у атлетов после ВИИТ – положительные эффекты
Shen et al. (2022): tPCS и ментальное утомление – положительные эффекты
[B] влияние на сенсорное восприятие
Saito et al. (2022): а-tPCS и tRNS на тактильную дискриминацию (стимуляция теменной коры) – нет изменений
Saito et al. (2019): Сравнение а-tPCS, tDCS, tRNS, tACS на тактильную дискриминацию – tPCS улучшала показатели
[С] переносимость и безопасность
Paneri et al. (2016): Долгосрочная переносимость мультичастотной HD-tPCS – хорошая переносимость
[02] Клинические исследования tPCS (на пациентах)
A. Неврологические расстройства (кроме боли)
Barra et al. (2022): tPCS и tDCS при нарушениях сознания – нет значимых различий с плацебо
Iddings et al. (2019): Билатеральная tPCS и tDCS при хронической шейной травме спинного мозга – оба метода улучшали МВП и моторный контроль
B. Боль
Thibaut, Russo, Hurtado-Puerto, et al. (2017): Бифазная tPCS и tDCS при хронической висцеральной боли – tPCS модулировала ЭЭГ, возможно, связано с болью
IV. Исследования на животных (понимание механизмов)
Heidarzadegan et al. (2022): Сравнение tPCS, tDCS, tRNS, tACS при инсульте у крыс – tPCS показала положительные эффекты
Wang et al. (2021): tPCS и двигательная функция у крыс после инсульта – улучшение двигательной функции
[03] Влияние на нейронные осцилляции и связность (оценка с помощью ЭЭГ/фМРТ)
Dissanayaka, Farrell, et al. (2022): Анодная tPCS и tDCS на M1 и rs-FC (фМРТ) – нет изменений rs-FC от tPCS
Dissanayaka, Zoghi, Hill, et al. (2020): Анодная/катодная tPCS (4 Гц и 75 Гц) на M1 и ЭЭГ-колебания – частотно-специфические эффекты на тета- и гамма-ритмы
Mansouri et al. (2019): Сравнение tPCS и tACS на ЭЭГ-колебания в сети салиентности – нет изменений
Vasquez et al. (2017): Разные ушные монтажи бифазной tPCS и ЭЭГ-колебания – биомастоидный монтаж усиливал мощность ЭЭГ
Thibaut, Russo, Morales-Quezada, et al. (2017): Бифазная tPCS и tDCS (ушные клипсы) на ЭЭГ при боли – tPCS модулировала ЭЭГ (мощность, когерентность)
Vasquez et al. (2016): Влияние длительности tPCS (ушные клипсы) на ЭЭГ – нелинейный эффект длительности
Morales-Quezada, Castro-Saavedra, et al. (2015): Бифазная tPCS (ушные клипсы) на случайных частотах и ЭЭГ – усиление альфа- и тета-ритмов
Morales-Quezada et al. (2014): Влияние интенсивности tPCS (ушные клипсы) на ЭЭГ – 1 и 2 мА модулировали когерентность и тета-ритм
Saavedra et al. (2014): Сравнение tPCS (ушные клипсы) на разных частотах и ЭЭГ – случайные частоты 1-5 Гц усиливали альфа- и тета-ритмы
Sours et al. (2014): Влияние tPCS на rs-FC (фМРТ) – увеличение rs-FC
Alon et al. (2011): Влияние tPCS и tDCS на rs-FC (фМРТ) – tPCS увеличивала rs-FC
Короткие версии исследований
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ TPES: НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ МОТОРНЫХ ФУНКЦИЙ
ДИЗАЙН:
РКИ, двойное слепое, не sham-контролируемое.
ВЫБОРКА:
63
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, не sham-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 63
РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ МОЩНОСТИ: есть.
МОНТАЖ: электроды на СZ и OZ, tPCS, 1 мА, 30 мин 5 дн/н 12 недель.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: есть.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: открыто выложенны.
Спастичность при детском церебральном параличе
В рандомизированном контролируемом исследовании у детей с спастическим ДЦП tPES сочеталась с периферической TENS (транскутанная электрическая стимуляция нервов).
Liu et al. (2021) сообщили, что после курса комбинированной терапии спастичность в нижних конечностях заметно снизилась (улучшение по шкале Modified Ashworth и Tardieu) по сравнению с группой плацебо
.
Особенно выраженное снижение тонуса наблюдалось в приводящих мышцах бедра, подколенных сухожилиях и икроножных мышцах (p<0,01) в группе tPCS + TENS
Авторы отметили, что это первое клиническое подтверждение эффективности tPCS для контроля спастичности у педиатрических пациентов, предложив комбинированный подход в качестве новой стратегии реабилитации с минимальными побочными эффектами.
УЛУЧШЕНИЕ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ И СНИЖЕНИЕ УМСТВЕННОЙ УСТАЛОСТИ
MORALES-QUEZADA ET AL. (2015) – УЛУЧШЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ ПРИ TPCS
Morales-Quezada et al. (2015) провели одно из первых исследований tPCS у здоровых взрослых, изучая его влияние на способности к вычислениям и уровень принятия риска.
В ходе эксперимента 30 добровольцам провели однократный сеанс tPCS с частотой 1–5 Гц и интенсивностью 2 мА.
Результаты показали умеренные, но специфические когнитивные улучшения: tPCS значительно улучшил выполнение сложных арифметических задач (быстрота и точность расчетов по сравнению с плацебо)
Простые задачи и уровень риска не изменились, что указывает на то, что tPCS избирательно улучшал сложные когнитивные процессы.
Интересно, что измерения вариабельности сердечного ритма (HRV) показали смещение в сторону парасимпатического (успокаивающего) тонуса во время стимуляции, что предполагает, что tPCS может снижать стресс и умственную усталость, улучшая когнитивные функции
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое sham-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 30
РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ МОЩНОСТИ: нет.
МОНТАЖ: 2Ma 20 мин 1-5 hz случайная частота,бифазный TPCS
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: нет.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: нет.
MORALES-QUEZADA ET AL. (2016) – ВЛИЯНИЕ TPCS НА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ВНИМАНИЯ
В 2016 году та же группа исследователей провела дальнейшее изучение влияния tPCS на когнитивные функции, сосредоточившись на задачах переключения внимания. Добровольцам предлагалось выполнять тесты, требующие быстрой смены стратегий мышления. Участники, получавшие tPCS, демонстрировали улучшенный баланс между скоростью и точностью: они быстрее реагировали на смену условий задачи, сохраняя при этом высокий уровень точности ответов. Это говорит о том, что импульсная стимуляция могла оптимизировать процессы когнитивного контроля, позволяя мозгу быстрее адаптироваться к изменениям
Авторы также проанализировали нейрофизиологические механизмы, стоящие за этими эффектами. Исследование показало, что tPCS модулирует активность в префронтальной коре, отвечающей за исполнительные функции и когнитивную гибкость. В частности, стимуляция способствовала улучшению взаимодействия между префронтальной и теменной корой, что является ключевым фактором для быстрого переключения внимания. Эти результаты подтверждают, что tPCS может оказывать умеренное, но устойчивое влияние на когнитивные процессы, особенно в задачах, требующих высокой концентрации и быстрой адаптации к новым условиям
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое sham-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 30
РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ МОЩНОСТИ: нет.
МОНТАЖ: 2Ma 20 мин 1-5 hz случайная частота,бифазный TPCS,размещение на внутренней части мочек
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: нет.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: нет.
WU ET AL. (2022) – TPES УСКОРЯЕТ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
Транскраниальные импульсы могут снижать как умственную, так и физическую усталость.
Недавнее исследование на здоровых спортсменах показало, что tPES ускоряет восстановление после интенсивных физических нагрузок.
Wu et al. (2022) применили различные tPCS-протоколы к добровольцам после индуцированной физической усталости (беговая дорожка).
Все эффективные протоколы включали 30-минутную импульсную стимуляцию, различавшуюся по интенсивности.
Результаты показали, что tPCS значительно уменьшил усталость, что подтверждалось улучшением вариабельности сердечного ритма и оксигенации мозга после стимуляции
ТЕТА TPCS МОЗЖЕЧКА ПРИ ШИЗОФРЕНИИ
в этом исследовании использовали cerebellar theta-frequency transcranial pulsed stimulation (tPCS) для стимуляции мозжечка у пациентов с шизофренией. Основная цель эксперимента заключалась в проверке гипотезы о том, что tPCS на частоте тета-ритма может усиливать фронтальные тета-осцилляции, ослабленные у пациентов с этим диагнозом.
Результаты показали, что однократная 20-минутная сессия тета-частотной tPCS увеличивала тета-активность в среднефронтальной области (электрод Cz), но не приводила к улучшению временной оценки интервалов (3 и 12 секунд). Контрольная стимуляция на дельта-частоте таких эффектов не вызывала, что указывает на частотно-специфический эффект стимуляции.
Эти данные подтверждают, что tPCS может быть инструментом для целенаправленного изменения осцилляторной активности мозга, но пока неясно, приведёт ли многосеансовая стимуляция к улучшению когнитивных функций у пациентов с шизофренией. В целом, работа демонстрирует перспективность tPCS как метода модуляции нейронной активности в терапевтических целях.
ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ СТИМУЛЯЦИЯ (TPS) В ЛЕЧЕНИИ ДЕПРЕССИИ У МОЛОДЫХ ВЗРОСЛЫХ: ПИЛОТНОЕ РАНДОМИЗИРОВАННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
(в данном исследовании использовалась ультразвуковая TPS)
В исследовании приняли участие 30 человек с диагнозом большой депрессивный эпизод (MDD). Участники были случайным образом разделены на две группы: одна получала курс TPS, другая находилась в листе ожидания. В течение двух недель участникам первой группы проводились 6 сеансов TPS по 30 минут, направленных на дорсолатеральную префронтальную кору (DLPFC), поскольку эта область мозга связана с регуляцией настроения и когнитивными функциями. Функциональная МРТ до и после стимуляции позволила оценить изменения в нейронных связях и активности соответствующих областей мозга.
Результаты показали, что после курса TPS у участников наблюдалось значительное снижение выраженности депрессивных симптомов, улучшение когнитивных функций и повышение уровня дофамина в префронтальной коре. Кроме того, улучшенные показатели сохранялись в течение трёх месяцев после завершения стимуляции. Эти данные позволяют рассматривать TPS как перспективный метод терапии депрессии, особенно для пациентов, не реагирующих на традиционные методы лечения. Однако для подтверждения эффективности и долгосрочного воздействия TPS необходимы дальнейшие крупномасштабные исследования.
В исследовании применялась транскраниальная импульсная стимуляция (TPS) с использованием ультракоротких акустических импульсов. Для стимуляции использовалась система NEUROLITH (Storz Medical AG, Швейцария), оснащённая инфракрасной камерой для нейронавигации, что обеспечивало точную фокусировку на левую дорсолатеральную префронтальную кору (DLPFC). Каждый импульс имел длительность 3 мкс, энергию в диапазоне 0,2–0,25 мДж/мм² и подавался с частотой 4–5 Гц. В ходе одного сеанса проводилась стимуляция 300 импульсами, а полный курс включал шесть 30-минутных сеансов, что в общей сложности давало 1 800 импульсов. Глубина проникновения акустических волн достигала 8 см, что позволяло воздействовать на глубокие структуры головного мозга.
Влияние tPCS на утомление (ментальное, физическое, биохимическое)
НЕЙРОМОДУЛЯЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ TPCS ПРИ БИОХИМИЧЕСКОМ УТОМЛЕНИИ У АТЛЕТОВ
Ученые из Китая в 2022 году задались вопросом, может ли неинвазивная стимуляция мозга помочь атлетам на выносливость справляться с биохимическими последствиями интенсивных тренировок. В их двойном слепом, рандомизированном и контролируемом исследовании приняли участие 90 здоровых мужчин-спортсменов. Их случайным образом разделили на две группы: одна получала курс из семи сеансов транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) с параметрами 1.5 мА, 15 минут за сеанс, на смешанных частотах 60-80 Гц. Вторая группа получала имитацию стимуляции (плацебо). Основная гипотеза заключалась в том, что tPCS способна модулировать физиологический ответ организма на нагрузку, улучшая восстановление и снижая маркеры стресса и утомления, такие как активность АМФ-активируемой протеинкиназы (АМФК) – важного регулятора клеточного энергообмена, и показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР), отражающие состояние вегетативной нервной системы.Авторы сообщили, что группа активной tPCS продемонстрировала статистически значимые улучшения по сравнению с плацебо по исследуемым биохимическим маркерам и ВСР. Эти результаты подчеркивают потенциал tPCS как перспективного метода для оптимизации процессов восстановления и снижения уровня биохимического стресса у спортсменов, подвергающихся высоким нагрузкам.
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, sham-контролируемое, параллельные группы.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 90 здоровых мужчин-атлетов.
МОНТАЖ: Цефалический (Лоб / Сосцевидные отростки).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS, 1.5 мА, 15 мин, смешанные частоты 60–80 Гц, 7 сессий.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
ВЛИЯНИЕ TPCS НА АНТИОКСИДАНТНУЮ СПОСОБНОСТЬ И ФИЗИЧЕСКОЕ УТОМЛЕНИЕ У МУЖЧИН-АТЛЕТОВ ПОСЛЕ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫХ ИНТЕРВАЛЬНЫХ ТРЕНИРОВОК
В этом исследовании изучали влияние (tPCS) на восстановление спортсменов после изнурительных высокоинтенсивных интервальных тренировок (ВИИТ). В исследовании было 40 здоровых мужчин-атлетов. Их разделили на две группы: экспериментальная группа прошла курс из пяти сеансов активной tPCS (сила тока 2 мА, длительность 20-30 минут за сеанс, электроды располагались на лбу и сосцевидных отростках), а контрольная группа получила имитацию стимуляции.
Ученые стремились выяснить, сможет ли tPCS усилить антиоксидантную защиту организма, которая страдает от окислительного стресса при интенсивных нагрузках, и снизить уровень физического утомления. В качестве объективных показателей использовались данные вариабельности сердечного ритма (ВСР) и уровень оксигемоглобина (HbO2) в тканях. По итогам эксперимента, группа, получавшая активную стимуляцию tPCS, показала значительное улучшение антиоксидантной способности и снижение маркеров физического утомления по сравнению с группой плацебо.
Эти данные свидетельствуют о том, что tPCS может быть ценным инструментом для ускорения восстановления и повышения устойчивости спортсменов к интенсивным физическим нагрузкам.
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, sham-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 40 здоровых мужчин-атлетов.
МОНТАЖ: Цефалический (Лоб / Сосцевидные отростки).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS, 2 мА, 20–30 мин, частота не указана, 5 сессий.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham стимуляция.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
ВЛИЯНИЕ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ НА МЕНТАЛЬНОЕ УТОМЛЕНИЕ У ЗДОРОВЫХ МУЖЧИН
Исследование было направленного на изучение влияния однократной сессии tPCS на уровень ментального утомления у здоровых мужчин. В эксперименте приняли участие 60 добровольцев, которых разделили на две группы. Одна группа подверглась активной стимуляции tPCS (ток 1.5 мА, продолжительность 15 минут, смешанные частоты 60–80 Гц, с электродами, размещенными на лбу и сосцевидных отростках), в то время как вторая группа получила плацебо-стимуляцию. Основной задачей было определить, способна ли tPCS улучшить когнитивные функции и снизить физиологические проявления умственной усталости. Для оценки эффектов измерялись вариабельность сердечного ритма (ВСР), а также показатели внимания и времени реакции в когнитивных тестах. По итогам анализа, группа, получившая активную tPCS, продемонстрировала значимые положительные изменения по сравнению с контрольной группой. У этих участников улучшились показатели ВСР, что может свидетельствовать о снижении физиологического напряжения, связанного с умственной работой. Кроме того, было зафиксировано улучшение выполнения задач на внимание и сокращение времени реакции. Эти результаты указывают на потенциал tPCS как неинвазивного метода для борьбы с ментальным утомлением и повышения когнитивной работоспособности у здоровых людей
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, sham-контролируемое, параллельные группы.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 60 здоровых мужчин.
МОНТАЖ: Цефалический (Лоб / Сосцевидные отростки).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS, 1.5 мА, 15 мин, смешанные частоты 60–80 Гц, 1 сессия.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham стимуляция.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ
Помимо влияния на физическое состояние, ученых активно интересует, может ли транскраниальная стимуляция импульсным током (tPCS) улучшать наши умственные способности. Исследования в этой области направлены на то, чтобы понять, способна ли tPCS модулировать такие важные когнитивные функции, как внимание, память и способность к обучению. Предварительные данные показывают как многообещающие результаты, так и необходимость дальнейшего изучения для определения оптимальных подходов.
ЭФФЕКТЫ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ НА ВНИМАНИЕ И НАУЧЕНИЕ У ЗДОРОВЫХ ВЗРОСЛЫХ
В 2016 году группа ученых опубликовала результаты исследования, посвященного изучению влияния однократной сессии транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) на когнитивные функции – внимание и способность к научению – у здоровых взрослых. В эксперименте приняли участие 30 добровольцев, которые были случайным образом распределены для получения либо активной бифазной tPCS , либо имитации стимуляции (плацебо). Для оценки когнитивных функций использовались стандартизированные тесты: тест на переключение внимания (Attention-Switching Task, AST) и тест на парно-ассоциативное научение (Paired Associative Learning Task, PALT). Несмотря на ожидания, статистически значимых различий в результатах выполнения этих тестов между группой, получившей активную стимуляцию, и группой плацебо обнаружено не было. Таким образом, данный конкретный протокол tPCS не продемонстрировал заметного влияния на исследуемые аспекты внимания и научения у здоровых людей в рамках этого эксперимента.
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, sham-контролируемое, параллельные группы.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 60 здоровых мужчин.
МОНТАЖ: Цефалический (Лоб / Сосцевидные отростки).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS, 1.5 мА, 15 мин, смешанные частоты 60–80 Гц, 1 сессия.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham стимуляция.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ СТИМУЛЯЦИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ МОДУЛИРУЕТ КОГНИТИВНЫЕ И ВЕГЕТАТИВНЫЕ ФУНКЦИИ
В 2015 году было проведено исследование для оценки влияния однократной сессии транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) на когнитивные и вегетативные функции у 30 здоровых добровольцев. Участники получали либо активную бифазную tPCS , либо плацебо-стимуляцию.
Для оценки когнитивных функций использовался набор тестов, включая Тест на принятие рискованных решений (Balloon Analogue Risk Task, BART), тест Струпа (оценка интерференции и когнитивного контроля) и арифметические задачи. Также измерялась вариабельность сердечного ритма (ВСР) как показатель активности вегетативной нервной системы.
Результаты исследования показали, что по сравнению с плацебо, группа, получившая активную tPCS, продемонстрировала положительные изменения в некоторых когнитивно-поведенческих тестах, указывающие на улучшение процессов принятия решений и, возможно, когнитивного контроля. Кроме того, наблюдались изменения в ВСР, свидетельствующие о модуляции вегетативной функции. Таким образом, это исследование предоставило доказательства того, что tPCS с данным протоколом способна влиять как на когнитивные, так и на вегетативные показатели у здоровых людей.
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, sham-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 30 здоровых добровольцев (18–65 лет, 9 муж./16 жен.).
МОНТАЖ: Цефалический (ушные клипсы).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): bi-tPCS (бифазная), 2 мА, 20 мин, 1–5 Гц, 1 сессия.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham стимуляция.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Заявлен (связь с производителем устройств Soterix Medical).
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ TPCS
ЭФФЕКТИВНОСТЬ TPCS В СРАВНЕНИИ С TDCS У ПАЦИЕНТОВ С НАРУШЕНИЯМИ СОЗНАНИЯ: ПИЛОТНОЕ, ДВОЙНОЕ СЛЕПОЕ, РАНДОМИЗИРОВАННОЕ, КОНТРОЛИРУЕМОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ С ПЕРЕКРЕСТНЫМ ДИЗАЙНОМ
В 2022 году было проведено пилотное исследование с перекрестным дизайном, целью которого была оценка выполнимости и сравнение эффектов транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) и транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) у пациентов с нарушениями сознания.
В исследовании приняли участие 12 пациентов. Каждый участник получил по одной сессии активной tPCS (6–10 Гц, 2 мА, 20 минут, электроды на сосцевидных отростках), активной tDCS и плацебо-стимуляции в случайном порядке с периодами "отмывки" между сессиями. Оценивались изменения в электроэнцефалограмме (ЭЭГ) и поведенческие показатели, связанные с уровнем сознания. По результатам этого пилотного исследования, не было обнаружено статистически значимых различий в эффектах между tPCS, tDCS и плацебо-стимуляцией на измеряемые параметры.
Авторы сделали выводы о выполнимости протоколов, но для оценки реальной терапевтической эффективности потребуются более масштабные исследования с другими параметрами или более длительными курсами стимуляции.
ДИЗАЙН: РКИ, двойное слепое, sham-контролируемое, перекрестное, пилотное, оценка выполнимости.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 12 пациентов с нарушениями сознания (18–75 лет, 4 муж./8 жен.).
МОНТАЖ: Цефалический (биомастоидный).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS (6–10 Гц) и tDCS, 2 мА, 20 мин, 1 сессия каждого типа.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham стимуляция.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Заявлен (связь с производителем устройств Soterix Medical).
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Да (NCT04026119).
ВЛИЯНИЕ УНИЛАТЕРАЛЬНОЙ И БИЛАТЕРАЛЬНОЙ TPCS НА КОРТИКОСПИНАЛЬНУЮ ВОЗБУДИМОСТЬ И МОТОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ШЕЙНОЙ ТРАВМЕ СПИННОГО МОЗГА
Работа 2021 года была посвящена изучению того, как различные варианты транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) влияют на кортикоспинальную возбудимость и моторные функции у пациентов с хронической шейной травмой спинного мозга.
В этом исследовании приняли участие 17 пациентов. Они получали унилатеральную (одностороннюю) tPCS, билатеральную (двустороннюю) tPCS и плацебо-стимуляцию, воздействующую на моторную кору, продолжительностью 22 минуты каждая. Основными измеряемыми параметрами были изменения в амплитуде моторных вызванных потенциалов (МВП), которые отражают возбудимость кортикоспинального тракта, и показатели моторного контроля. Результаты показали, что как унилатеральная, так и билатеральная активная tPCS приводили к статистически значимому увеличению амплитуды МВП и улучшению выполнения задач на моторный контроль по сравнению с плацебо-стимуляцией.
Это указывает на то, что tPCS способна модулировать нейропластичность и улучшать двигательные функции у данной категории пациентов
ДИЗАЙН: РКИ, sham-контролируемое, перекрестное (вероятно, судя по дизайну других работ авторов).
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 17 пациентов с шейной травмой спинного мозга (cSCI).
МОНТАЖ: Цефалический (моторная кора).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): U-tPCS (унилатеральная) и Bi-tPCS (билатеральная), 22 мин.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham стимуляция.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не указан.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
ВЛИЯНИЕ УНИЛАТЕРАЛЬНОЙ И БИЛАТЕРАЛЬНОЙ TPCS НА КОРТИКОСПИНАЛЬНУЮ ВОЗБУДИМОСТЬ И МОТОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ШЕЙНОЙ ТРАВМЕ СПИННОГО МОЗГА
В 2021 году было проведено исследование, целью которого была оценка эффективности комбинированного применения транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) и чрескожной электрической нервной стимуляции (TENS) для снижения спастичности у детей с детским церебральным параличом (ДЦП) спастической формы. В исследовании приняли участие 63 ребенка в возрасте от 2 до 12 лет. Они прошли длительный курс лечения, включавший 60 сеансов. Активная группа получала tPCS в сочетании с TENS.
Контрольные группы только выполняли физические тренировки без TPCS или TENS. Основным оцениваемым параметром была спастичность конечностей. По завершении курса лечения было отмечено значительное снижение уровня спастичности у детей, получавших активное комбинированное воздействие tPCS и TENS, по сравнению с контрольными условиями. Это исследование демонстрирует потенциал сочетанного применения нейростимуляционных методик для улучшения двигательных нарушений при ДЦП.
ДИЗАЙН: РКИ, не sham-контролируемое ).
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 63 ребенка со спастическим ДЦП (2–12 лет).
МОНТАЖ: Цефалический (Cz / мозжечково-церебральный).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPSC + TENS (чрескожная электронейростимуляция), 1 мА, 30 мин, 400 Гц, PD 140 мс, 60 сессий.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не указан
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана.
ВЛИЯНИЕ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ НА ЭЭГ-ПОКАЗАТЕЛИ И КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ У ПАЦИЕНТОВ С ШИЗОФРЕНИЕЙ
КРАТКО О РЕЗУЛЬТАТАХ: В небольшом РКИ 2019 года на 9 пациентах с шизофренией одна сессия tPCS (20 мин, 4-8 Гц, Oz/плечо) привела к значительному увеличению мощности альфа-ритма ЭЭГ и улучшению выполнения когнитивных тестов (Trail Making Test B и снижение персеверативных ошибок в Wisconsin Card Sorting Test) по сравнению с плацебо.
В 2019 году индийские исследователи опубликовали результаты рандомизированного, контролируемого плацебо исследования с перекрестным дизайном, целью которого было изучение влияния однократной сессии транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) на альфа-активность мозга (по данным ЭЭГ) и когнитивные функции у пациентов с шизофренией. В исследовании приняли участие девять мужчин с данным диагнозом. Каждый участник получил как активную стимуляцию tPCS, так и плацебо-стимуляцию в разные дни с периодом "отмывки". Активная tPCS проводилась в течение 20 минут с использованием частотного диапазона 4–8 Гц; активный электрод располагался над затылочной областью (Oz), а референтный – на правом плече. Сила тока подбиралась индивидуально до ощутимого, но комфортного уровня. Оценивались изменения в мощности альфа-ритма ЭЭГ и показатели выполнения нейропсихологических тестов, таких как Trail Making Test B (оценка когнитивной гибкости и скорости обработки информации) и Wisconsin Card Sorting Test (оценка исполнительных функций). Результаты показали, что после активной сессии tPCS у пациентов наблюдалось статистически значимое увеличение мощности альфа-ритма, а также улучшение когнитивных показателей: они быстрее справлялись с Trail Making Test B и допускали меньше персеверативных ошибок в Wisconsin Card Sorting Test по сравнению с состоянием после плацебо-стимуляции. Эти данные, несмотря на малый размер выборки, указывают на потенциальную способность tPCS модулировать как нейрофизиологическую активность, так и когнитивные функции у пациентов с шизофренией.
ДИЗАЙН: РКИ, sham-контролируемое, перекрестное (crossover).
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 9 пациентов с шизофренией (все мужчины, средний возраст 36.78 ± 8.71 лет).
МОНТАЖ: Экстрацефалический (активный электрод над затылочной областью (Oz), референтный – на правом плече).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS, 20 мин, частотный диапазон 4–8 Гц, сила тока индивидуально подобрана (ощутимо, но не дискомфортно, обычно 0.5–1.5 мА), 1 сессия.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham tPCS <
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана
ДЦП ИССЛЕДОВАНИЕ
КРАТКО О РЕЗУЛЬТАТАХ: 63 ребенка со спастическим ДЦП получали длительный курс (60 сессий) комбинированного лечения: tPCS (1 мА, 30 мин, 400 Гц, PD 140 мс, Cz/мозжечок) плюс чрескожную электронейростимуляцию (TENS) или sham tPCS + TENS. Результаты показали значительное уменьшение спастичности конечностей и улучшение общей моторной функции (по шкале GMFM-88) в группе активного комбинированного лечения по сравнению с контрольной
Китайские исследователи опубликовали результаты рандомизированного, контролируемого плацебо исследования, целью которого была оценка эффективности добавления транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) к стандартной чрескожной электрической нервной стимуляции (TENS) для лечения спастичности у детей с детским церебральным параличом (ДЦП). В исследовании приняли участие 63 ребенка в возрасте от 2 до 12 лет со спастической формой ДЦП. Участники были разделены на две группы: экспериментальная группа получала курс из 60 сеансов активной tPCS (сила тока 1 мА, продолжительность 30 минут, частота 400 Гц, длительность импульса 140 мс, с активным электродом над вертексом (Cz) и двумя референтными электродами над мозжечком) в сочетании с активной TENS. Контрольная группа получала имитацию (sham) tPCS в сочетании с активной TENS. Основными оцениваемыми параметрами были степень спастичности (по модифицированной шкале Эшворта) и общая моторная функция (по шкале GMFM-88). По завершении 12-недельного курса лечения было установлено, что у детей, получавших активное комбинированное воздействие tPCS и TENS, наблюдалось статистически более выраженное снижение спастичности и улучшение показателей общей моторной функции, чем в контрольной группе. Это указывает на то, что добавление tPCS к TENS может усиливать терапевтический эффект при лечении спастичности у детей с ДЦП.
ДИЗАЙН: РКИ, sham-контролируемое. О слепоте не упоминается явно, но дизайн подразумевает ее для sham-условия.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 63 ребенка со спастическим ДЦП (2–12 лет).
МОНТАЖ: Цефалический (активный электрод над Cz, референтный – бицеребеллярно (два электрода над мозжечком) для tPCS).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS (1 мА, 30 мин, 400 Гц, PD 140 мс) + активная TENS, 60 сессий (ежедневно или 5 раз/нед, 12 недель).
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham tPCS + активная TENS.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Зарегистрировано в Chinese Clinical Trial Registry.
ВЫПОЛНИМОСТЬ И ЭФФЕКТЫ БИЛАТЕРАЛЬНОЙ TPCS НА КОРТИКОСПИНАЛЬНУЮ ВОЗБУДИМОСТЬ И МОТОРНЫЙ КОНТРОЛЬ У ЛИЦ С ХРОНИЧЕСКОЙ ШЕЙНОЙ ТРАВМОЙ СПИННОГО МОЗГА
Целью исследрвания была оценка выполнимости и предварительных эффектов билатеральной (двусторонней) транскраниальной стимуляции импульсным током (Bi-tPCS) на кортикоспинальную возбудимость и моторный контроль у лиц с хронической шейной травмой спинного мозга. В исследовании приняли участие 10 человек. Каждый участник прошел три типа стимуляции в случайном порядке: активную Bi-tPCS ,активную tDCS и плацебо-стимуляцию. Оценивались изменения в амплитуде моторных вызванных потенциалов (МВП) и показатели силы сжатия кисти. Результаты продемонстрировали, что как активная Bi-tPCS, так и активная tDCS приводили к увеличению амплитуды МВП, что свидетельствует о повышении возбудимости моторной коры. Кроме того, наблюдалось улучшение силы сжатия кисти после обоих видов активной стимуляции по сравнению с плацебо. Данное исследование подтвердило, что протокол Bi-tPCS выполним и хорошо переносится пациентами с травмой спинного мозга, а также обладает потенциалом для модуляции нейропластичности и улучшения моторных функций.
ДИЗАЙН: РКИ, sham-контролируемое. О слепоте не упоминается явно, но дизайн подразумевает ее для sham-условия.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 63 ребенка со спастическим ДЦП (2–12 лет).
МОНТАЖ: Цефалический (активный электрод над Cz, референтный – бицеребеллярно (два электрода над мозжечком) для tPCS).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS (1 мА, 30 мин, 400 Гц, PD 140 мс) + активная TENS, 60 сессий (ежедневно или 5 раз/нед, 12 недель).
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham tPCS + активная TENS.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен (согласно оригинальной статье).
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Зарегистрировано в Chinese Clinical Trial Registry (ChiCTR2000030130).
ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ СТИМУЛЯЦИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ (TPCS) ПРИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА: ПИЛОТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
В пилотном исследовании 2025 года на 10 пациентах с болезнью Паркинсона одна 20-минутная сессия активной tPCS (1 мА, 1 Гц, M1/грудной отдел) по сравнению с плацебо значительно снизила тяжесть постурального тремора верхних конечностей, улучшила время реакции (KINARM) и увеличила мощность альфа-ритма на ЭЭГ, при этом общие клинические баллы (MDS-UPDRS) значимо не изменились.
Было проведено пилотное исследование для оценки клинических, электрофизиологических и побочных эффектов транскраниальной стимуляции импульсным током (tPCS) у пациентов с болезнью Паркинсона (БП). В исследовании приняли участие 10 пациентов с БП, которые проходили три визита с месячным интервалом в состоянии "OFF" (без приема леводопы). Во время первого визита участники получали 20-минутную сессию активной tPCS (монофазные импульсы, длительность импульса 1 мс, интенсивность 1 мА, частота модуляции 1 Гц; анод над моторной корой (M1) контралатерально более пораженной стороне, катод над среднегрудным отделом позвоночника). Во время второго визита проводилась 20-минутная плацебо-стимуляция, а на третьем визите оценивалась реакция на леводопу. Клинические оценки (MDS-UPDRS), анализ брадикинезии, походки и тремора, а также количественная ЭЭГ (qEEG) и кинематические тесты (KINARM) проводились до и после каждого вмешательства.
По результатам исследования, леводопа показала значительное улучшение клинических баллов по сравнению с активной и плацебо-tPCS. Активная и плацебо-tPCS не вызвали статистически значимых изменений в общих баллах MDS-UPDRS. Однако, по сравнению с плацебо-стимуляцией, после активной tPCS наблюдалось статистически значимое снижение тяжести постурального тремора верхних конечностей (p = 0.016) и улучшение (снижение) вариабельности скорости шага на 20.7% (хотя это улучшение не достигло статистической значимости). Тестирование KINARM выявило статистически значимое улучшение (уменьшение) времени реакции (p = 0.036) после активной tPCS. Запись ЭЭГ показала временное значительное увеличение мощности альфа-диапазона после активной tPCS (p = 7.95*10-07), что было значительно выше, чем после плацебо или леводопы. Леводопа, в свою очередь, вызвала увеличение мощности дельта-диапазона, на который tPCS не повлияла. Стимуляция tPCS хорошо переносилась. Эти предварительные данные указывают на то, что tPCS может оказывать некоторое положительное влияние на специфические моторные и электрофизиологические параметры у пациентов с БП, даже если общие клинические улучшения после одной сессии не столь выражены, как от леводопы.
ДИЗАЙН: Пилотное исследование, односторонне слепое (участники ослеплены), sham-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 10 пациентов с идиопатической БП.
МОНТАЖ: Анод над M1 (контралатерально), катод над среднегрудным отделом позвоночника.
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tPCS, 1 мА, 1 Гц модуляция, PD 1 мс, 20 мин, 1 сессия.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана
ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ НА БОЛЬ
tPES изучается как новый метод анальгезирующей нейромодуляции, основанный на историческом использовании импульсных токов для облегчения боли (например, «ток Лиможа», использовавшийся во Франции в XX веке для анестезии при стоматологических процедурах и хирургических операциях).
Хотя tDCS изучался гораздо шире в контексте хронической боли, первые исследования показывают, что tPES также может модулировать болевые пути:
НЕЙРОМОДУЛЯЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ TPCS ПРИ ФИБРОМИАЛГИИ
В 2021 году был опубликован протокол двойного слепого клинического исследования, посвященного изучению tPCS для лечения фибромиалгии, синдрома хронической боли
.
Исследование основывалось на ранних данных, показывающих, что tPCS может изменять восприятие боли и активность болевых сетей мозга, хотя убедительных доказательств эффективности пока не было
В этом исследовании участвуют 70 пациентов с фибромиалгией, которые случайным образом распределены в две группы. Первая группа получает 5 сеансов tPCS (2 мА, смешанные частоты 6–10 Гц, ~20 мс импульсы, длительность 20–25 минут). Вторая группа получает плацебо (sham) стимуляцию, имитирующую воздействие tPCS.
Ожидаемые результаты исследования включают оценку интенсивности боли (VAS-шкала), измерение порогов болевой чувствительности и анализ биомаркеров, таких как BDNF.
Хотя результаты еще не опубликованы, данное исследование подчеркивает растущий интерес к tPES как к методу обезболивания. Предполагается, что tPCS может обеспечивать анальгезию за счет активации нисходящих тормозных путей или модуляции обработки болевых сигналов в мозге
JABERZADEH ET AL. (2023) – ВОЗДЕЙСТВИЕ 400 ГЦ TPCS НА СЕНСОРНЫЕ, МОТОРНЫЕ И БОЛЕВЫЕ ПОРОГИ
Высокочастотная tPES может оказывать сложное воздействие на нервную систему. В 2023 году Jaberzadeh et al. протестировали 400 Гц tPCS на здоровых испытуемых, чтобы определить сенсорные, моторные и болевые пороги. Они обнаружили, что даже «подпороговая» tPCS может вызывать ощущения или мышечные подергивания при достаточной интенсивности за счет темпоральной суммации импульсов.
Было установлено, что быстрые импульсы могут активировать Aβ-волокна, отвечающие за тактильное восприятие и покалывание, моторные нейроны, вызывающие непроизвольные мышечные сокращения, а также Aδ/C-болевые волокна, если интенсивность стимуляции достаточно высокая.
Этот эффект может играть двойственную роль в управлении болью. С одной стороны, он подчеркивает необходимость точной настройки параметров стимуляции, чтобы избежать дискомфорта. С другой стороны, он подтверждает, что tPES может целенаправленно воздействовать на болевые пути для обезболивания.
Например, мягкая стимуляция сенсорных волокон может индуцировать аналгезию за счет механизма контроля ворот боли, аналогичного TENS, в то время как модуляция автономного баланса, наблюдаемая по изменениям вариабельности сердечного ритма (HRV), может изменить восприятие боли.
Дополнительные исследования необходимы, но уже сейчас ясно, что tPES способна оказывать влияние на болевые нейронные цепи. При высокой интенсивности импульсы отчетливо ощущаются, а при правильной настройке могут облегчать определенные болевые состояния без необходимости в медикаментозном лечении.
tPCS и Обострение Чувств: Влияние на Сенсорное Восприятие
Способность нашего мозга точно обрабатывать информацию от органов чувств, например, определять тонкие различия в прикосновениях, критически важна для взаимодействия с миром. Исследователи активно изучают, может ли транскраниальная стимуляция импульсным током (tPCS) влиять на эту способность, известную как тактильная пространственная дискриминация.
Первые результаты в этой области были весьма обнадеживающими. В исследовании Saito и коллег (2019), опубликованном в журнале Brain Stimulation, ученые сравнили эффективность нескольких видов неинвазивной стимуляции мозга, включая tPCS, tDCS, tACS и tRNS, направленных на первичную соматосенсорную кору (область мозга, отвечающую за обработку тактильных ощущений). Участники (17 здоровых мужчин) проходили тесты на способность различать близко расположенные тактильные стимулы (тест на ориентацию решетки, GOT) до и после 10-минутной сессии стимуляции. Поразительно, но именно анодная tPCS (а-tPCS) с частотой 5 Гц и силой тока 0.7 мА показала значительное улучшение тактильной дискриминации по сравнению с плацебо. Другие методы стимуляции в данном протоколе такого эффекта не продемонстрировали. Улучшение сопровождалось изменениями в соматосенсорных вызванных потенциалах, что указывает на возможную модуляцию механизмов сенсорного гейтинга – способности мозга отфильтровывать менее значимую сенсорную информацию для более точного восприятия.
Однако, как это часто бывает в науке, последующие исследования могут давать более nuanced (нюансированные) или даже отличающиеся результаты. В более поздней работе той же группы исследователей (Saito et al., 2022), опубликованной также в Brain Stimulation, фокус сместился на правую заднюю теменную кору – область, также вовлеченную в обработку пространственной информации. В этом исследовании сравнивали анодную tPCS (те же параметры: 0.7 мА, 5 Гц, 10 мин) и tRNS (транскраниальная стимуляция случайным шумом) с плацебо. На этот раз, у 20 здоровых мужчин ни а-tPCS, ни tRNS не привели к значимым изменениям в порогах тактильной пространственной дискриминации.
ВЛИЯНИЕ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ НАД ЗАДНЕЙ ТЕМЕННОЙ КОРОЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТАКТИЛЬНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДИСКРИМИНАЦИИ
: Транскраниальная электрическая стимуляция над задней теменной корой (PPC) может влиять на тактильное восприятие, но эффект зависит от модальности стимуляции, параметров и стимулируемого полушария, а также от исходного уровня производительности индивида. tRNS над правой PPC улучшает тактильную дискриминацию, тогда как tRNS над левой PPC может ухудшать ее у лиц с высокой исходной чувствительностью, возможно, из-за межполушарного торможения. В данном исследовании анодная tPCS (с использованными параметрами) не показала значимого влияния на тактильную дискриминацию при стимуляции PPC.
В исследовании, изучавшем влияние транскраниальной электрической стимуляции (tES) над задней теменной корой (PPC) на тактильное восприятие, приняли участие 20 здоровых правшей мужчин. В рамках двух экспериментов с односторонне слепым, перекрестным, sham-контролируемым дизайном участники получали либо транскраниальную стимуляцию случайным шумом (tRNS; 0.1–640 Гц, 0.7 мА, 10 мин), либо анодную транскраниальную стимуляцию импульсным током (а-tPCS; ширина импульса 50 мс, межимпульсный интервал 5 мс, 0.7 мА, 10 мин), либо плацебо (sham). Активный электрод располагался над левой или правой PPC (P3 или P4), а референтный – на ипсилатеральном плече. Тактильная пространственная дискриминация оценивалась с помощью задачи ориентации решетки (GOT) правым указательным пальцем до и после стимуляции. Результаты показали, что tRNS, примененная к правой PPC, значительно улучшила тактильную дискриминацию (снизила порог). Интересно, что tRNS над левой PPC, наоборот, ухудшила показатели у участников с изначально высокой тактильной чувствительностью. В то же время, анодная tPCS, направленная как на левую, так и на правую PPC, не оказала значимого влияния на тактильную дискриминацию в данном исследовании. Эти данные свидетельствуют о том, что tES над PPC может модулировать тактильное восприятие, но эффект зависит от типа стимуляции, стимулируемого полушария и, возможно, исходного уровня производительности индивида.
ДИЗАЙН: Два эксперимента, РКИ (подразумевается), односторонне слепое, sham-контролируемое, перекрестное.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 20 здоровых правшей мужчин.
МОНТАЖ: Активный электрод над левой PPC (P3) или правой PPC (P4) / Референтный (или катод для а-tPCS) на ипсилатеральном плече.
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tRNS (0.1–640 Гц); а-tPCS (ширина импульса 50 мс, межимпульсный интервал 5 мс). Все 0.7 мА, 10 мин.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham-стимуляция (tRNS или а-tPCS включалась на 30 сек).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана (но получено одобрение этического комитета).
ВЛИЯНИЕ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ НАД ЗАДНЕЙ ТЕМЕННОЙ КОРОЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТАКТИЛЬНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДИСКРИМИНАЦИИ
: Транскраниальная электрическая стимуляция над задней теменной корой (PPC) может влиять на тактильное восприятие, но эффект зависит от модальности стимуляции, параметров и стимулируемого полушария, а также от исходного уровня производительности индивида. tRNS над правой PPC улучшает тактильную дискриминацию, тогда как tRNS над левой PPC может ухудшать ее у лиц с высокой исходной чувствительностью, возможно, из-за межполушарного торможения. В данном исследовании анодная tPCS (с использованными параметрами) не показала значимого влияния на тактильную дискриминацию при стимуляции PPC.
В исследовании, изучавшем влияние транскраниальной электрической стимуляции (tES) над задней теменной корой (PPC) на тактильное восприятие, приняли участие 20 здоровых правшей мужчин. В рамках двух экспериментов с односторонне слепым, перекрестным, sham-контролируемым дизайном участники получали либо транскраниальную стимуляцию случайным шумом (tRNS; 0.1–640 Гц, 0.7 мА, 10 мин), либо анодную транскраниальную стимуляцию импульсным током (а-tPCS; ширина импульса 50 мс, межимпульсный интервал 5 мс, 0.7 мА, 10 мин), либо плацебо (sham). Активный электрод располагался над левой или правой PPC (P3 или P4), а референтный – на ипсилатеральном плече. Тактильная пространственная дискриминация оценивалась с помощью задачи ориентации решетки (GOT) правым указательным пальцем до и после стимуляции. Результаты показали, что tRNS, примененная к правой PPC, значительно улучшила тактильную дискриминацию (снизила порог). Интересно, что tRNS над левой PPC, наоборот, ухудшила показатели у участников с изначально высокой тактильной чувствительностью. В то же время, анодная tPCS, направленная как на левую, так и на правую PPC, не оказала значимого влияния на тактильную дискриминацию в данном исследовании. Эти данные свидетельствуют о том, что tES над PPC может модулировать тактильное восприятие, но эффект зависит от типа стимуляции, стимулируемого полушария и, возможно, исходного уровня производительности индивида.
ДИЗАЙН: Два эксперимента, РКИ (подразумевается), односторонне слепое, sham-контролируемое, перекрестное.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 20 здоровых правшей мужчин.
МОНТАЖ: Активный электрод над левой PPC (P3) или правой PPC (P4) / Референтный (или катод для а-tPCS) на ипсилатеральном плече.
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): tRNS (0.1–640 Гц); а-tPCS (ширина импульса 50 мс, межимпульсный интервал 5 мс). Все 0.7 мА, 10 мин.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham-стимуляция (tRNS или а-tPCS включалась на 30 сек).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана (но получено одобрение этического комитета).
СРАВНЕНИЕ РЕЖИМОВ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ ПО ИХ ВЛИЯНИЮ НА АКТИВНОСТЬ ТОРМОЗНЫХ ЦЕПЕЙ В ПЕРВИЧНОЙ СОМАТОСЕНСОРНОЙ КОРЕ И НА ТАКТИЛЬНУЮ ПРОСТРАНСТВЕННУЮ ДИСКРИМИНАЦИЮ
ВЫВОДЫ: Различные режимы tES оказывают отличающееся влияние на возбудимость и активность тормозных цепей в первичной соматосенсорной коре, а также на тактильную перцепцию. tRNS и анодная tPCS оказались эффективными в улучшении тактильной пространственной дискриминации. Предполагается, что tRNS улучшает восприятие за счет общего повышения нейронной активности в S1, тогда как анодная tPCS – за счет модуляции тормозных цепей (уменьшение N20_SEP-PPD). Эти результаты указывают на то, что tRNS и анодная tPCS могут быть перспективными методами для улучшения соматосенсорных функций.
Было проведено исследование для оценки влияния различных видов транскраниальной электрической стимуляции – транскраниальной стимуляции случайным шумом (tRNS) и анодной транскраниальной стимуляции импульсным током (анодная tPCS) – на тактильное пространственное распознавание у здоровых добровольцев. В исследовании приняли участие 20 здоровых мужчин. Участники проходили несколько сессий, в ходе которых получали либо активную стимуляцию (tRNS: сила тока 0.7 мА, продолжительность 10 минут, частотный диапазон 0.1–640 Гц; или анодная tPCS: сила тока 0.7 мА, продолжительность 10 минут, ширина импульса 50 мс, межимпульсный интервал 5 мс), либо плацебо-стимуляцию. Стимуляция наносилась на левую или правую заднюю теменную кору (PPC), а референтный электрод располагался на ипсилатеральном плече. Основное внимание уделялось оценке изменений в способности распознавать ориентацию решетки кончиком правого указательного пальца (задача GOT). По результатам исследования, tRNS, приложенная к правой PPC, значительно улучшила показатели тактильного распознавания. В то же время, tRNS над левой PPC ухудшила показатели у участников с изначально высоким уровнем выполнения задачи. Анодная tPCS, независимо от стимулируемого полушария, не оказала значимого влияния на тактильное распознавание. Эти данные указывают на то, что эффекты ТЭС на тактильное восприятие зависят от типа стимуляции, стимулируемого полушария и, возможно, исходных способностей индивида.
ДИЗАЙН: Два эксперимента, РКИ (подразумевается), sham-контролируемые, перекрестные.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 17 здоровых мужчин.
МОНТАЖ: Активный электрод (анод для tDCS/tPCS) над левой S1 (3 см кзади от C3), катод/референтный над контралатеральной орбитой.
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): Анодная tDCS; tACS (140 Гц); tRNS (0.1–640 Гц); анодная tPCS (ширина импульса 50 мс, межимпульсный интервал 5 мс). Все 0.7 мА, 10 мин.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham-стимуляция (tDCS на 30 сек).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана (но получено одобрение этического комитета).
СРАВНЕНИЕ TPCS С TDCS, TMS И ДРУГИМИ МЕТОДАМИ НЕЙРОМОДУЛЯЦИИ
[01] TPES ПРОТИВ TDCS
Стандартная tDCS использует непрерывный слабый постоянный ток (обычно 1–2 мА), который поляризует мембраны нейронов – анод делает их слегка деполяризованными и более возбудимыми, катод – гиперполяризованными и менее активными.
Такое постоянное воздействие не задает определенную частоту, тогда как tPES использует временные импульсы, вызывая совершенно иные нейрофизиологические эффекты.
Исследование с использованием ЭЭГ показало, что tPCS и tDCS формируют разные "черты" мозговой активности.
tPCS (случайные импульсы 6–10 Гц) значительно увеличивает мощность альфа-ритма и связанность между нейронными сетями, что указывает на эффект синхронизации осцилляций.
[Источник: PMC].
tDCS (при применении в состоянии покоя) не вызывает подобных изменений в осцилляторной активности.
[Источник: PMC].
Вместо этого tDCS оказывает более тонкое влияние – в основном смещая корковую возбудимость и незначительно увеличивая мощность бета-диапазона под электродами.
[Источник: PMC].
Примечательно, что при одновременном применении tPCS и tDCS их эффекты взаимно ослаблялись, что указывает на возможное взаимодействие и конкуренцию между механизмами стимуляции.
[Источник: PMC].
С практической точки зрения tPES лучше подходит, если цель состоит в ритмической модуляции мозговой активности, например, усилении конкретного диапазона частот или повышении сетевой связанности. В то же время, tDCS более эффективен для тонкого контроля возбудимости коры и смещения порогов нейронного возбуждения.
[Источник: PMC].
Обе технологии портативны и безопасны, но благодаря ритмическому характеру tPES может быть предпочтительнее в ряде когнитивных и клинических приложений.
Также стоит отметить, что tPES, являясь прерывистым, может временно выдавать более высокие пиковые токи без значительного увеличения общей плотности заряда. Это потенциально снижает риск побочных эффектов, таких как раздражение кожи или привыкание к постоянному току.
[Источник: Frontiers].
[02] TPES ПРОТИВ TACS/TRNS
tPCS (случайные импульсы 6–10 Гц) значительно увеличивает мощность альфа-ритма и связанность между нейронными сетями, что указывает на эффект синхронизации осцилляций.
[Источник: PMC].
tDCS (при применении в состоянии покоя) не вызывает подобных изменений в осцилляторной активности.
[Источник: PMC].
Вместо этого tDCS оказывает более тонкое влияние – в основном смещая корковую возбудимость и незначительно увеличивая мощность бета-диапазона под электродами.
[Источник: PMC].
Примечательно, что при одновременном применении tPCS и tDCS их эффекты взаимно ослаблялись, что указывает на возможное взаимодействие и конкуренцию между механизмами стимуляции.
[Источник: PMC].
С практической точки зрения tPES лучше подходит, если цель состоит в ритмической модуляции мозговой активности, например, усилении конкретного диапазона частот или повышении сетевой связанности. В то же время, tDCS более эффективен для тонкого контроля возбудимости коры и смещения порогов нейронного возбуждения.
[Источник: PMC].
Обе технологии портативны и безопасны, но благодаря ритмическому характеру tPES может быть предпочтительнее в ряде когнитивных и клинических приложений.
Также стоит отметить, что tPES, являясь прерывистым, может временно выдавать более высокие пиковые токи без значительного увеличения общей плотности заряда. Это потенциально снижает риск побочных эффектов, таких как раздражение кожи или привыкание к постоянному току.
[Источник: Frontiers].
[03] TPES ПРОТИВ TMS:
Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) принципиально отличается тем, что использует магнитные импульсы для индуцирования электрических токов внутри мозга.
Импульсы TMS имеют высокую интенсивность (>1–2 Тесла) и вызывают непосредственное возбуждение нейронов, что дает быстрые и мощные эффекты.
В отличие от этого, tPES использует низкоинтенсивные электрические импульсы (всего несколько мА), которые не вызывают прямых потенциалов действия, но модулируют текущую активность нейронов.
Таким образом, TMS более фокальный и мощный, способен активировать конкретные зоны мозга (например, моторную кору для вызова мышечного подергивания) сразу после воздействия.
tPES распространяется более диффузно, влияя на вероятности срабатывания нейронов и динамику нейронных сетей.
Тем не менее, оба метода могут вызывать длительные пластические изменения, но делают это разными механизмами
[Источник: Frontiers].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
tPES – это перспективный метод нейромодуляции, который сочетает в себе простоту применения, безопасность и широкие терапевтические возможности. Исследования подтверждают его потенциал в лечении боли, нейрореабилитации и когнитивном улучшении. Однако для клинического внедрения tPES необходимы дальнейшие исследования с более крупными выборками и стандартизированными протоколами стимуляции.
ВНИМАНИЕ: ДАННАЯ СТАТЬЯ НОСИТ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ИНФОРМАЦИОННО-ПРОСВЕТИТЕЛЬСКИЙ ХАРАКТЕР И НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ РУКОВОДСТВА К ДЕЙСТВИЮ. ИНФОРМАЦИЯ, ПРЕДСТАВЛЕННАЯ ЗДЕСЬ, НЕ ЯВЛЯЕТСЯ МЕДИЦИНСКОЙ, ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ИЛИ ИНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОНСУЛЬТАЦИЕЙ. АВТОРЫ И ИЗДАТЕЛИ НЕ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ЛЮБЫЕ РЕШЕНИЯ ИЛИ ДЕЙСТВИЯ, ПРЕДПРИНЯТЫЕ ЧИТАТЕЛЯМИ НА ОСНОВЕ МАТЕРИАЛОВ ДАННОЙ СТАТЬИ.
[ФЁДОР КОСТИН -
АВТОР ПОРТАЛА ]
