ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЯ ТЕТА-БЁРСТАМИ (TBES)
ЧТО ТАКОЕ TBES?
Транскраниальная электрическая тета-вспышечная стимуляция (TBES), и в частности ее вариант HD-tDCS-eTBS, представляет собой гибридную технику неинвазивной стимуляции мозга. Ее суть заключается в наложении специфического паттерна стимуляции, известного как тета-вспышки (theta-burst), на слабый постоянный электрический ток (DC). Паттерн тета-вспышек (короткие пачки высокочастотных импульсов, повторяющиеся с тета-частотой около 5 Гц) был заимствован из исследований транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), где он показал способность эффективно вызывать изменения в пластичности мозга.
ОТЛИЧИЕ ОТ ОБЫЧНОЙ TDCS ИЛИ TACS?
В отличие от стандартной tDCS, где используется только постоянный ток, или tACS, где используется только переменный ток, tDCS-eTBS стремится объединить предполагаемые механизмы: постоянный ток изменяет базовую возбудимость нейронов, а наложенные на него тета-вспышки потенциально могут запускать специфические пластические процессы, схожие с теми, что наблюдаются при ТМС-TBS. Использование технологии HD (высокой четкости) с множеством малых электродов при этом позволяет более точно направить стимуляцию на целевую область мозга.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ?ГИПОТЕЗЫ О МЕХАНИЗМАХ ДЕЙСТВИЯ
Точные механизмы действия tDCS-eTBS все еще изучаются, но существует несколько основных гипотез. Во-первых, предполагается, что, как и магнитная TBS, электрическая версия может вызывать нейропластические изменения, похожие на долговременную потенциацию (LTP) или долговременную депрессию (LTD) синапсов, что является основой обучения и памяти. Паттерн тета-вспышек считается особенно эффективным для запуска таких изменений.
Во-вторых, постоянный компонент тока (DC) может играть роль "праймера" – он немного изменяет мембранный потенциал нейронов (деполяризует при анодной стимуляции), делая их более восприимчивыми к последующим импульсам внутри тета-вспышек. Это может усиливать или стабилизировать эффект стимуляции
В-третьих, как и стандартная tDCS, метод может влиять на NMDA-рецепторы и баланс нейромедиаторов (например, ГАМК и глутамата), что также критически важно для пластичности. Исследования с прямой электрической стимуляцией мозга (Huang et al., 2024) показывают, что электрические тета-вспышки действительно способны вызывать динамические изменения в нейронных ответах, указывающие на кратковременную пластичность, причем эти эффекты зависят от дозы стимуляции и исходного состояния нейронной сети.
Насколько это эффективно? Обзор Исследований
Доказательная база по электрической TBS, особенно tDCS-eTBS, пока весьма ограничена. Ключевое пилотное исследование (Huang et al., 2022), описанное в основной статье, показало значительное снижение спастичности верхней конечности у пациентов с хроническим инсультом после курса HD-tDCS-eTBS по сравнению с плацебо. По другим моторным показателям наблюдалась лишь тенденция к улучшению с умеренными/большими размерами эффекта, но без статистической значимости, что может быть связано с малым размером выборки (N=24).
Важно подходить к этим результатам с осторожностью. Кроме того, попытки просто "перевести" протоколы магнитной TBS в электрический формат не всегда успешны. Например, исследование Kunz et al. (2017) использовало eTBS с несущей частотой 5 кГц (чтобы сделать стимуляцию безболезненной при высоком токе до 10 мА) и не обнаружило никаких значимых эффектов на возбудимость моторной коры, характерных для магнитной TBS. Это показывает, что форма волны, частота и другие параметры критически важны, и прямая аналогия между магнитной и электрической TBS не всегда корректна. Таким образом, хотя пилотные данные по HD-tDCS-eTBS при инсульте обнадеживают, требуется больше исследований.
Важность Настроек: Параметры Стимуляции
Частота вспышек
Обычно используется тета-диапазон (например, 5 Гц), но возможны и другие варианты.
Частота внутри вспышки
В магнитной TBS это 50 Гц, в электрической могут использоваться и другие частоты (например, 200 Гц в исследовании Huang et al., 2024)
Интенсивность
Сила как постоянного (DC), так и переменного (burst) компонентов тока. Исследования Huang et al. (2024) и Kunz et al. (2017) указывают на важность дозы.
Длительность сеанса
Обычно 20-30 минут.
Количество сеансов и интервалы
Необходим курс лечения, но оптимальная схема (ежедневно, через день, количество недель) не определена.
Монтаж электродов
Расположение и конфигурация (например, стандартный биполярный или HD 4x1) определяют фокус и распределение тока.На данный момент оптимальные параметры для TBES при различных состояниях не установлены и являются активной областью исследований.
Где еще может помочь TBES? Потенциальные Области Применения
Учитывая, что TBES сочетает элементы tDCS и паттерны, схожие с TBS, теоретически она может быть полезна при тех же состояниях, где эти методы уже изучаются. Помимо реабилитации после инсульта, потенциальными мишенями могут быть:
Депрессия
Магнитная TBS (особенно iTBS) уже одобрена FDA как эффективное лечение депрессии, а tDCS показывает умеренную эффективность в мета-анализах. TBES может предложить преимущества портативности и безопасности tDCS, потенциально усиленные специфическими эффектами тета-паттерна на нейропластичность в префронтальных сетях, вовлеченных в регуляцию настроения.
Когнитивные нарушения
Как tDCS, так и TBS исследовались для улучшения различных когнитивных функций (рабочая память, внимание, обучение). TBES, возможно, сможет более эффективно усиливать процессы синаптической пластичности, лежащие в основе когнитивных тренировок, что может быть полезно при легком когнитивном нарушении (УКН), возрастном снижении памяти или для реабилитации после черепно-мозговой травмы.
Хроническая боль
tDCS (особенно над моторной корой) и магнитная TBS применяются для облегчения хронической боли, включая нейропатическую боль и фибромиалгию. TBES может предложить альтернативный или усиленный механизм модуляции болевых сетей за счет комбинированного воздействия на возбудимость и ритмическую активность.
Другие психические расстройства
Например, ОКР, ПТСР, где исследуется TBS. Однако важно подчеркнуть, что это в значительной степени теоретические предположения. Клинических исследований TBES при этих состояниях пока либо нет, либо их крайне мало. Требуется целенаправленная проверка эффективности TBES для каждого конкретного показания.
ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО TBES
[01] TBES И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ ИНСУЛЬТА
ДИЗАЙН: Пилотное РКИ, ослепленное для пациента, плацебо-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 24 пациента с хроническим инсультом.
МОНТАЖ: HD-tDCS 4x1: анод над ипсилатеральным M1 (C3/C4), 4 катода вокруг.
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): HD-tDCS-eTBS (1 мА анодный DC + 1 мА iTBS-подобная волна), 20 мин/сеанс, 3 раза/нед, 4 недели (во время реабилитации).
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham HD-tDCS-eTBS (короткая стимуляция в начале и конце).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Заявлен (два автора имеют патенты, относящиеся к работе).
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Да (ClinicalTrials.gov: NCT04278105).
Пилотное рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) с участием 24 пациентов с хроническим инсультом оценивало влияние высокоразрешающей tDCS в сочетании с электрическими тета-бёрстами (HD-tDCS-eTBS) на восстановление моторных функций. Пациенты в группе активной стимуляции проходили реабилитацию верхних конечностей по 30 минут, три раза в неделю в течение четырёх недель, в то время как контрольная группа получала sham-стимуляцию.
Стимуляция длилась 20 минут, используя HD-tDCS с четырьмя анодами и одним катодом, а также электрические тета-бёрсты с частотой 5 Гц. Оценка проводилась с помощью шкал Fugl-Meyer Assessment (FMA) и Wolf Motor Function Test (WMFT). Результаты показали значительное снижение спастичности в плече (p=0.05), локте (p=0.04) и большом пальце (p<0.01). Незначительные положительные изменения в моторной функции также были зафиксированы (p=0.06-0.26). Метод оказался безопасным, побочные эффекты ограничились лёгким покраснением кожи в месте стимуляции.
[03] TBES И КОРКОВАЯ ВОЗБУДИМОСТЬ CHAIEB ET AL. (2016)
ДИЗАЙН: Пилотное РКИ, ослепленное для пациента, плацебо-контролируемое.
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 24 пациента с хроническим инсультом.
МОНТАЖ: HD-tDCS 4x1: анод над ипсилатеральным M1 (C3/C4), 4 катода вокруг.
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): HD-tDCS-eTBS (1 мА анодный DC + 1 мА iTBS-подобная волна), 20 мин/сеанс, 3 раза/нед, 4 недели (во время реабилитации).
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Sham HD-tDCS-eTBS (короткая стимуляция в начале и конце).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Заявлен (два автора имеют патенты, относящиеся к работе).
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Да (ClinicalTrials.gov: NCT04278105).
В исследовании Chaieb et al. (2016) изучалось влияние транскраниальной переменной стимуляции (tACS) с частотой 5 кГц, группированной в тета-бёрсты, на моторную кору у здоровых участников. В эксперименте участвовали 17 испытуемых при интенсивности 5 мА и 14 испытуемых при интенсивности до 10 мА. Стимуляция длилась от 1 до 5 мс, а моторная корковая активность оценивалась по моторным вызванным потенциалам (MEP).
Результаты показали отсутствие значительных изменений корковой возбудимости даже при увеличении силы тока до 10 мА. Это исследование демонстрирует, что не все протоколы TBES приводят к выраженным нейропластическим эффектам, подчёркивая необходимость оптимизации параметров стимуляции.
[03] ИНВАЗИВНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ TBES ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ HUANG ET AL.2024
ДИЗАЙН: Экспериментальное исследование с интракраниальной стимуляцией и записью (iEEG).
КОЛ-ВО УЧАСТНИКОВ: 10 пациентов с рефрактерной эпилепсией.
МОНТАЖ: Биполярная стимуляция через интракраниальные электроды в различных лобных и височных областях (29 сайтов).
ПРОТОКОЛ (АКТИВНЫЙ): TBS (5 вспышек по 200 Гц, ~6 Гц между вспышками, 10 серий), ток 1 мА и 2 мА.
ПРОТОКОЛ (КОНТРОЛЬ): Сравнение эффектов 1 мА и 2 мА, анализ относительно baseline.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Не заявлен.
ПРЕДРЕГИСТРАЦИЯ: Не указана (но получено одобрение этического комитета).
Huang et al. (2024) провели инвазивное исследование TBES, направленное на изучение механизмов электрической стимуляции тета-бёрстами у 10 пациентов с эпилепсией. Использовались вживлённые электроды, с помощью которых стимулировали 29 зон лобной и височной коры. Стимуляция проводилась в тета-диапазоне (3–8 Гц) при интенсивности 1–2 мА.
В 14.4% каналов были зафиксированы пост-бёрстовые ответы, причём увеличение интенсивности до 2 мА приводило к усилению эффектов. В 27% случаев наблюдалась краткосрочная пластичность. Эти данные демонстрируют, что TBES может вызывать значимые изменения в нейронных сетях, однако для использования в неинвазивных методах необходимы дальнейшие исследования.
Прямая электрическая TBS вызывает надежные, но динамически изменяющиеся ответы в мозге человека, отражающие кратковременную пластичность. Интенсивность стимуляции и исходная сетевая структура мозга (коннективность) являются ключевыми факторами, определяющими эти эффекты. Изучение этих ответов может помочь в оптимизации и персонализации протоколов стимуляции для терапевтических целей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Электрическая тета-вспышечная стимуляция (TBES), особенно в варианте высокой четкости (HD-tDCS-eTBS), представляет собой новый и интригующий подход в неинвазивной стимуляции мозга, стремящийся объединить преимущества tDCS и паттернов TBS. Пилотные исследования, как, например, работа Huang et al. (2022), демонстрируют хороший профиль безопасности и предварительные обнадеживающие результаты в отношении некоторых клинических исходов, таких как снижение спастичности после инсульта. Теоретический потенциал метода распространяется и на другие области, включая лечение депрессии, когнитивных нарушений и хронической боли.
Однако на данный момент доказательная база эффективности TBES остается ограниченной и требует существенного расширения. Результаты пилотных исследований нуждаются в подтверждении крупномасштабными, хорошо спланированными РКИ.
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.
