Целостность белого вещества предсказала эффективность неинвазивной стимуляции

Британские ученые выяснили, что эффективность применения микрополяризации для улучшения когнитивных функций после травмы головного мозга зависит от целостности трактов белого вещества в стимулируемых зонах. В качестве основного показателя работы когнитивных функций ученые выбрали когнитивный контроль, который оценили по способности участников вовремя останавливаться при выполнении задания. Результаты работы могут объяснить, почему неинвазивная стимуляция для восстановления некоторых функций не всегда работает, пишут ученые в Brain: A Journal of Neurology.

В последние несколько лет исследователи все чаще используют неинвазивные методы стимуляции головного мозга в качестве метода для лечения психических и неврологических заболеваний. Преимущество такого метода очевидно: неинвазивная стимуляция не требует операционного вмешательства и внедрения электродов в мозговые структуры для контроля активности и стимуляции (как, например, глубокая стимуляция). Несмотря на свою эффективность (например, вы можете прочитать о том, как магнитную стимуляцию применяют для снижения суицидальных наклонностей у больных депрессией), у неинвазивных методов стимуляции есть и ограничения: например, достаточно сложно оценить их оправданность и эффективность в терапии повреждений головного мозга (например, после полученной травмы).

Проверить, можно ли предсказать такую эффективность по структуре головного мозга, решили ученые под руководством Люсии Ли (Lucia Li) из Имперского колледжа Лондона. Они сосредоточились на методе транскраниальной стимуляции постоянным током (или микрополяризации, tDCS), который позволяет регулировать активность нейронов посредством малого постоянного тока.

В их исследовании приняли участие 35 пациентов с травмой головного мозга разной степени тяжести, а также 24 человека без неврологических нарушений в качестве контрольной группы. Структурные повреждения мозга оценили по анализу МРТ: ученые сосредоточились на повреждениях белого вещества (оно преимущественно состоит из пучков аксонов нейронов), его целостность определяли с помощью фракциональной анизотропии, которая позволяет оценить диффузию молекул в тканях.

Главным показателем когнитивных функций (а точнее — когнитивного контроля) участников выбрали время реакции на стимул. Для этого ученые провели эксперимент по парадигме «стоп-сигнал». Участникам такого эксперимента необходимо следить за стрелочками, которые появляются на экране и указывают либо в правую, либо в левую сторону, и нажимать, соответственно, либо левую, либо правую кнопку из двух предложенных. Во время эксперимента на экране периодически возникает красная точка, которая сигнализирует о том, что нажимать ничего не нужно. Показатель времени реакции — то, насколько быстро участник останавливается при виде стоп-сигнала (точки).

Во время прохождения эксперимента участникам с помощью микрополяризации стимулировали область правой нижней лобной извилины и проводящие пути задней островковой доли, которые отвечают, соответственно, за когнитивный контроль и моторные функции. Стимуляция была активирующей (анодной), ингибирующей (катодной) и пустой (контрольной или англ. sham).

Время реакции участников из экспериментальной группы было в среднем на восемь секунд выше и отличалось большей вариативностью. Анодная стимуляция участков мозга улучшала время реакции участников, но в экспериментальной группе значимо (p < 0,001) коррелировала с целостностью тракта белого вещества, который связывает переднюю поясную кору, начало дополнительной моторной области и заднюю островковую долю. Другими словами, чем меньше нарушений наблюдалось в этом тракте, тем эффективнее была стимуляция для улучшения времени реакции.

Ученые, таким образом, показали, что эффективность микрополяризации можно предсказать по целостности трактов белого вещества в стимулируемых зонах. Это, с одной стороны, объясняет, почему неинвазивная стимуляция не всегда помогает восстановить потерянные или ухудшенные функции, а с другой — позволит в будущем подбирать для подобных исследований более оправданные и эффективные протоколы.

С помощью микрополяризации, однако, все еще удается эффективно восстанавливать когнитивные функции. Например, недавно ученым удалось улучшить рабочую память пожилых людей с помощью синхронизации активности некоторых участков их головного мозга.

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.