[OTDCS]
Введение
otDCS – это неинвазивный метод стимуляции мозга, сочетающий в себе элементы транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) и транскраниальной стимуляции переменным током (tACS). Он применяет постоянный ток с наложенными синусоидальными колебаниями, то есть ток колеблется с определенной частотой, оставаясь при этом в пределах одной полярности (положительной или отрицательной). Основная идея otDCS заключается в том, чтобы вызвать нейропластичность, подобно стандартной анодной tDCS, а также увлечь эндогенные (собственные) колебания мозга, как при tACS, тем самым объединяя преимущества обоих методов.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
МЕХНИЗМ ДЕЙСТВИЯ OtDCS
[ РЕЗОНАНС ]
Считается, что otDCS работает, вызывая явления резонанса между колебаниями экзогенного электрического поля и спонтанными осцилляциями стимулируемых корковых сетей.
Чем ближе частота стимуляции к частоте спонтанных колебаний в корковой сети, тем эффективнее стимуляция в индукции резонансных эффектов. Это может привести к тому, что корковые сети начинают колебаться с большей амплитудой на частоте стимуляции.
[ ЧАСТОТНАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ]
otDCS модулирует мозговую активность частотно-специфическим образом. Эффекты otDCS зависят от частоты стимуляции.
Например:
◦ Стимуляция на частоте 0,75 Гц (медленноволновая колебательная tDCS или so-tDCS), как было показано, усиливает эндогенные медленные колебания.
◦ Стимуляция на частоте 5 Гц (θ-tDCS), как было показано, оказывает другие эффекты, иногда противоположные so-tDCS.
◦ Считается, что соответствие частоты стимуляции доминирующей собственной частоте мозга усиливает результаты нейромодуляции.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
[ ПОЛЯРНОСТЬ ]
В отличие от tACS, otDCS использует только одну полярность тока на протяжении всей стимуляции. Это означает, что выбирается либо анодная (положительная), либо катодная (отрицательная) полярность, и ток колеблется в пределах этого диапазона, не меняя знак.
Анодная стимуляция, как и в tDCS, часто связывается с увеличением возбудимости коры головного мозга. Выбор полярности позволяет направленно влиять на возбудимость нейронов в дополнение к частотно-специфической модуляции.
[ ВОВЛЕЧЕНИЕ (ENTRAINMENT) ]
Ритмические колебания мембранного потенциала, индуцированные otDCS, способствуют вовлечению (синхронизации) эндогенных мозговых колебаний. Это означает, что внешняя ритмическая стимуляция помогает "настроить" собственные ритмы мозга, усиливая их и приводя к более скоординированной нейронной активности.
ИССЛЕДОВАНИЯ OTDCS
[01] Влияние онлайн-стимуляции теменной области транскраниальным электрическим током на ассоциативную память: прямое сравнение между tDCS, тета-tACS и тета-осциллирующей tDCS
В этом исследовании сравнивалось влияние анодной tDCS, tACS и otDCS на ассоциативную память (АП) во время стимуляции.
40 здоровых участников завершили эксперимент, получая каждый тип стимуляции в сбалансированном порядке. Они так же выполняли когнитивные задачи во время стимуляции.
otDCS улучшала АП, но эффект был менее выраженным, чем ожидалось.
Улучшение АП, вызванное тета-otDCS, было более выраженным, когда были исключены лица с наилучшими показателями.
Эффекты otDCS наблюдались во время стимуляции, в отличие от наблюдений после стимуляции в предыдущих исследованиях, что указывает на способность этого метода вызывать изменения в текущей активности мозга и связанной с ней производительности задач.
Эффекты otDCS не были специфичными для задачи или стимула.
В последовательностях с низкой нагрузкой эффекты otDCS и tDCS были схожими, в то время как эффекты tACS не были обнаружены. В последовательностях с высокой нагрузкой tACS и otDCS были более эффективными, чем tDCS.
Вывод: otDCS, по-видимому, оказывает смешанный эффект tDCS и tACS. Исследование предполагает, что осциллирующие протоколы могут иметь более специфичные для функций эффекты.
[02] Инфранизкочастотная осциллирующая транскраниальная стимуляция постоянным током левой дорсолатеральной префронтальной коры улучшает устойчивое внимание
Целью этого исследования было улучшить устойчивое внимание путем модуляции флуктуаций внимания с помощью инфранизкочастотной осциллирующей tDCS (O-tDCS).
O-tDCS значительно улучшила устойчивое внимание, включая тормозной контроль, провалы внимания, концентрацию внимания и стабильность внимания.
Мощность колебаний времени реакции (ВР) на частоте стимуляции (0,05 Гц) могла предсказать эти эффекты.
Модулирующий эффект O-tDCS, вероятно, был обусловлен нейронными колебаниями в инфранизкочастотном диапазоне.
[03] Субъективный опыт транскраниальной электрической стимуляции: сравнение переносимости и побочных эффектов между tDCS, tACS и otDCS у одних и тех же испытуемых
В этом исследовании сравнивались субъективный опыт и побочные эффекты tDCS, tACS и otDCS.
Общие уровни дискомфорта были низкими во всех условиях, при этом ≥95% сообщали об отсутствии дискомфорта или о легком дискомфорте.
tDCS и otDCS были немного менее комфортными, чем фиктивная стимуляция, особенно в начале стимуляции.
Дискомфорт, вызванный tACS, был сопоставим с фиктивной стимуляцией.
Наиболее распространенными побочными эффектами были легкие кожные ощущения (зуд и покалывание), особенно при tDCS и otDCS.
tACS иногда вызывала фосфены (зрительные ощущения в виде светящихся точек) и нечеткость зрения.
[04] Осциллирующая транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) прямоугольной формы, применяемая во время медленноволнового сна, не улучшает декларативную память больше, чем фиктивная стимуляция: рандомизированное перекрестное исследование с контролем фиктивной стимуляцией
Исследование не обнаружило влияния осциллирующей tDCS прямоугольной формы на консолидацию декларативной памяти.
ЭФФЕКТЫ OTDCS НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ
[01] УЛУЧШЕНИЕ ПАМЯТИ
otDCS, особенно при применении в тета-диапазоне (4-8 Гц), демонстрирует многообещающие результаты в улучшении памяти. Одно из исследований, сравнивающее tDCS, tACS и otDCS по их влиянию на кратковременную ассоциативную память (AM), показало, что все три метода стимуляции могут улучшить показатели, причем tACS и OtDCS потенциально оказывает несколько более выраженный эффект [3]
Было обнаружено, что тета-otDCS улучшает показатели ассоциативной памяти в задачах на запоминание пар "лицо-слово" и кратковременное запоминание пар "цвет-цифра"[ 4.]
Задняя теменная кора (PPC) была определена как ключевая область, опосредующая улучшение памяти под воздействием otDCS. Влияние otDCS на ассоциативную память наблюдалось как во время, так и после стимуляции, что указывает на то, что она может влиять на текущую мозговую активность и связанную с ней производительность в задачах.
Влияние otDCS на ассоциативную память наблюдалось как во время, так и после стимуляции, что указывает на то, что она может влиять на текущую мозговую активность и связанную с ней производительность в задачах.
[02] ПОВЫШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВНИМАНИЯ
Инфразвуковая колебательная tDCS (O-tDCS) была разработана для улучшения устойчивого внимания путем модуляции его колебаний.
Исследование с использованием O-tDCS с частотой 0,05 Гц, приложенной к левой дорсолатеральной префронтальной коре (DLPFC), показало, что этот метод значительно улучшает устойчивое внимание за счет повышения точности ответов, а также сокращения времени реакции и его вариабельности по сравнению с традиционной tDCS (C-tDCS) и плацебо-стимуляцией [5.]
Эти эффекты были предсказаны вызванным колебанием времени реакции на частоте стимуляции. O-tDCS оказалась более эффективной, чем традиционная tDCS, что подчеркивает важность колебательной составляющей. Модулирующий эффект O-tDCS предположительно обусловлен нейронными осцилляциями в инфразвуковом диапазоне частот.
[03] ЧАСТОТНО ЗАВИСИМЫЕ ЭФФЕКТЫ OTDCS НА ЭЭГ
В этом исследовании изучались специфические изменения в ЭЭГ-колебаниях после фронтальной otDCS на частотах 0,8 Гц и 5 Гц.
Участники: 20 здоровых участников были разделены на две группы: одна группа получала tDCS на частоте 0,8 Гц, а другая — на частоте 5 Гц. Каждый участник прошел через два активных состояния с разной полярностью стимуляции (анодная и катодная) и контрольное (имитация) состояние.
Метод: ЭЭГ-колебательные компоненты измерялись с использованием метода обнаружения лучшей осцилляции (Better OSCillation detection method, BOSC). Метод BOSC используется для выявления ритмической активности на определенных частотах на фоне неритмических ЭЭГ-компонентов.
Ключевые результаты:
Наблюдалось значительное локальное увеличение медленных колебаний с частотой 0,81 Гц.
Исследование выявило разницу в эффектах анодной и катодной стимуляции, а также различные эффекты для стимуляции на частотах 0,8 Гц и 5 Гц.
Анодная стимуляция на частоте 0,81 Гц снижала колебательную активность в лобных областях, в то время как катодная стимуляция не показала значительных изменений, за исключением увеличения медленных колебаний в T8.
Исследование также выявило увеличение тета-колебаний после стимуляции на частоте 5 Гц по сравнению со стимуляцией на частоте 0,8 Гц над Fc1.
Вывод: Исследование показало, что otDCS может модулировать мозговые колебания частотно-специфическим и поляризационно-зависимым образом.
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 ]
