Как улучшить мозг. Выпуск 32: транскраниальная стимуляция постоянным током: пять важных вопросов, которые мы не обсуждаем

Транскраниальная стимуляция (tDCS) – это нейромодулирующее устройство, которое часто рекламируют из-за его способности улучшать когнитивные и поведенческие характеристики. Однако эти утверждения об усилении когнитивных функций основаны на недостаточно убедительных электрофизиологических доказательствах. В данной статье  из исследовательского топика Augmentation of Brain Function: Facts, Fiction and Controversy. рассматриваются пять различных тем, которые недостаточно обсуждаются: изменчивость между субъектами, внутрисубъектная надежность, отсутствие эффективных протоколов стимуляции, двигательные и когнитивные помехи в процессе эксперимента, влияние электрического тока.


Межсубъектная изменчивость

Метод транскраниальной стимуляции должен демонстрировать аналогичные (или сравнимые) эффекты у разных людей, прежде чем его можно будет эффективно применять на здоровых или клинических группах населения Тем не менее, обзор литературы показывает обширные различия между группами и внутри группы, что свидетельствует о противоречивом эффекте данного метода на людей.

Одним из возможных объяснений этого эффекта является трудность правильного и надежного нацеливания импульсов во время двигательных протоколов.  Возможно незначительное изменение в расположении и ориентации электродов, которое приводит к другому эффекту.

Еще одним объяснением межсубъектной изменчивости является усреднение результатов разных людей. Такие параметры, как толщина черепа, уровень подкожного жира, плотность спинномозговой жидкости и топография поверхности коры могут сильно влиять на текущие характеристики потока и плотности во время стимуляции.

Внутрисубъектная надежность

Прежде чем начать применять данный метод необходимо удостовериться, что люди аналогичным и предсказуемым образом реагируют на повторяющиеся сеансы стимуляции. К сожалению, на данный момент достоверность ответов на уровне отдельных участников в литературе на данный момент не изучалась (или, по крайней мере, об этом не сообщалось).

Однако при изучении надежности индивидуального ответа важно помнить, что изменчивость внутри субъекта сама по себе не может свидетельствовать о ненадежности tDCS. Вполне вероятно, что циркадный, метаболический и гормональные циклы будут по-разному влиять эффект от стимуляции. Фактически, некоторые исследователи уже показали, что стадии менструального цикла и уровень кортизола влияют на ответную реакцию при различных протоколах в другом типе стимуляции — TMS.

Протоколы стимуляции

87,5% исследований по транскраниальной стимуляции не использовали надлежащее условие контроля во время проведения экспериментов. При этом необходимо дифференцировать естественные колебания от тех, которые вызваны tDCS.

Моторные и когнитивные помехи

В некоторых направлениях исследований предполагают, что любая активная двигательная или когнитивная деятельность, которая происходит во время или после tDCS, может отрицательно влиять или вообще устранять эффект стимуляции.

Эти данные свидетельствуют о том, что относительно элементарные и трудные для контроля мысли или поведение могут снизить эффективность tDCS. Клинически, транскраниальная стимуляция используется в качестве дополнения к физической реабилитации после инсульта. Если вышеупомянутые исследования верны, то объединение tDCS с двигательной тренировкой может устранить любой желаемый эффект стимуляции.

Влияние электрического тока

Существует целый ряд переменных, которые могут в значительной степени повлиять на плотность тока и его течение, которые до настоящего времени просто не обсуждались в литературе, например, толщина волос, которые являются не проводником, а изолятором. Исследователи также прибегают к распределению физиологического раствора на кожу головы, который может затем распространяться в непредсказуемых направлениях и изменять траекторию тока.  Помимо этого даже способы размещения электродов могут влиять на динамику электрического тока.

Следует надеяться, что повышение осведомленности и открытое обсуждение этих важных вопросов приведут к построению более строгих экспериментов в будущем, на основе которых мы сможем ответить на возникающие вопросы и разрабатывать протоколы применения tDCS.


Текст: Мария Богданова

Horvath JC, Carter O and Forte JD (2014) Transcranial direct current stimulation: five important issues we aren’t discussing (but probably should be). Front. Syst. Neurosci8:2. doi: 10.3389/fnsys.2014.00002

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnsys.2014.00002/full

Выпуск 31: контроль над разумом

Выпуск 30: существуют ли чертоги разума

Выпуск 29: обещанная награда усиливает межнейронные связи

Выпуск 28: нейроинтерфейсы для контроля себя

Выпуск 27: тренироваться, да не перетренироваться

Выпуск 26: программная статья

Выпуск 25: магнитная стимуляция против слуховых галлюцинаций

Выпуск 24: синестезия без синестезии

Выпуск 23: как «выжать» из сна максимум

Выпуск 22: этика интерфейсов «мозг-компьютер»

Выпуск 21: научный путь к чертогам разума

Выпуск 20: какой толк от постоянного тока

Выпуск 19: зачем нужен сон

Выпуск 18: химерный мозг

Выпуск 17: дети и стимуляция мозга

Выпуск 16: нейропротезы для воли

Выпуск 15: фМРТ-практики

Выпуск 14: стимуляция при эпилепсии

Выпуск 13: как электричество может снять боль?

Выпуск 12: что может медитация?

Выпуск 11: от человеческого мозга до мозга глобального

Выпуск 10: этические проблемы интерфейсов «мозг-мозг»

Выпуск 9: просоциальное поведение на фМРТ.

Выпуск 8: руки помощи.

Выпуск 7: почему IQ-тесты не всегда корректно работают?

Выпуск 6: что есть сознание и есть ли оно у интернета?

Выпуск 5: база данных ЭЭГ.

Выпуск 4: интерфейс «мозг-компьютер», прогресс за рамками определений.

Выпуск 3: магнитная стимуляция и поведенческая терапия.

Выпуск 2: как объяснить сознание.

Выпуск 1: нейропротезы замкнутого цикла.

 

Борьба за сознание

На прошедшей 19 февраля в Научном центре неврологии ежегодной сессии учёного совета был представлен доклад, посвящённый результатам проходящих в НЦН исследований в области хронических нарушений…

Как контролировать активность мозга

Сотрудники Высшей школы экономики выяснили, как влияет интенсивность стимуляции головного мозга переменным электрическим током на его активность. Возможность точно настраивать параметры стимуляции поможет улучшить память,…

Как улучшить мозг, выпуск 13. Как электричество может снять боль

В последние несколько лет транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) стала очень привлекательной терапевтической опцией для того, чтобы попытаться улучшить какие-либо функции мозга. Многие исследования подтверждают…

Как улучшить мозг, выпуск 15. Что происходит, если заставить мозг работать активнее?

В течение последнего десятилетия появилось несколько исследований, демонстрирующих, что люди способны научиться регулировать собственную нейронную активность, глядя на собственную фМРТ. К тому же такая саморегуляция…

Как улучшить мозг, выпуск 19. Кому и зачем на самом деле нужен сон?

Неспособность решать сложные проблемы или ошибки в их решении часто объясняются тем, что мозг не может эффективно анализировать информацию. Это подталкивает исследователей на то чтобы…

Как улучшить мозг. Выпуск 17: дети и стимуляция мозга

В последние десятилетия постоянно растет интерес к неинвазивной стимуляции мозга как способу улучшить работу нервной системы. Однако в педиатрии такие методы используют довольно редко, в…

Как улучшить мозг. Выпуск 18. Разговоры о будущем: химерный мозг и внешние интерфейсы

Мы продолжаем освещать исследовательский топик Augmentation of Brain Function: Facts, Fiction and Controversy. Разговоры про улучшение мозга внешними воздействиями можно вести путями. Один из путей,…

Как улучшить мозг. Выпуск 21: научный путь к чертогам разума

Люди всегда хотят быть сильнее, выше, быстрее. Мы мечтаем иметь идеальную память и отличную концентрацию внимания до старости, быть продуктивными, активными и деятельными. Но все…

Как улучшить мозг. Выпуск 22. Этика интерфейсов «мозг-компьютер»

Интерфейсы «мозг-компьютер» (ИМТ) привлекают внимание тем, что обеспечивают прямую связь между человеком и технологиями. Такая связь может вызвать физические изменения ­– например, расширить возможности пациентов…

Как улучшить мозг. Выпуск 20: какой толк от постоянного тока?

Различные условия могут привести к повреждению церебральных сосудов и, следовательно, ухудшению работы головного мозга. Логично предположить, что его функционирование можно улучшить, если увеличить поступление глюкозы…

Сохранность белого вещества покажет эффективность стимуляции мозга

Транксраниальная стимуляция постоянным током (tDCS или микрополяризация) – это один из самых спорных методов воздействия на мозг, особенно в терапевтических целях. Совершенно точно, какой-то эффект…

Транскраниальная стимуляция постоянным током – вред под маской пользы?

Тенденция «самостоятельной» транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)  набирает обороты. В Интернете можно найти много схем, как при помощи батарейки-кроны самому простимулировать собственный мозг. Это представляет скрытые угрозы…

Электростимуляция мозга для улучшения зрения

После очередной проверки зрения у офтальмолога некоторым довольно сложно себе представить, как соколу удаётся разглядеть свою жертву с высоты. И, хотя мы вряд ли когда-либо…

Как улучшить мозг. Выпуск 31: что такое контроль за разумом?

Функциональная нейрохирургия возродила интерес к хирургическому лечению психических заболеваний. При помощи технологии глубокой стимуляции можно изменять функции различных областей мозга с целью лечения таких заболеваний,…