Транскраниальная микрополяризация при расстройствах нейроразвития

Новости

 

Последние несколько лет процедура транскраниальной микрополяризации (ТКМП) стала чаще внедряться в клиническую практику для изучения и возможного изменения физиологии головного мозга, ответственной за когнитивные функции [1], а также для модификации симптоматики среди групп населения, страдающих от тех или иных психических расстройств [2]. Появляется всё больше данных об успешном применении ТКМП в детской и подростковой психиатрии для возможной коррекции таких расстройств нейроразвития, как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), расстройства аутистического спектра (РАС) и дислексия [3–5].

 

В систематическом обзоре рандомизированных контролируемых исследований под авторством Mohammad Ali Salehinejad et al, опубликованном в 2022 году в журнале Brain & Behavior, исследователи решили подвергнуть анализу имеющиеся данные клинических исследований на тему эффективности и безопасности применения методики транскраниальной микрополяризации в структуре основных расстройств нейроразвития.

 

По какой причине применение ТКМП и других неинвазивных методик стимуляции головного мозга может стать перспективным  направлением в лечении этих расстройств? Ответ лежит в понимании патофизиологии, которая связана со структурными и функциональными нарушениями в ткани головного мозга.

 

Выделяют три основные теории формирования СДВГ у ребёнка, которые также подкрепляются данными нейровизуализации и исследованиями оценки стимуляции головного мозга. Согласно им, функциональные изменения префронтальной коры и некоторых субкортикальных областей ведут к снижению тормозного контроля исполнительных функций [6] и последующему недостатку мотивации [7]. Наиболее «свежая» из них подразумевает, что в основе патофизиологии синдрома дефицита внимания лежит недостаток функционирования в системах «горячего» и «холодного» типов познания*, за которые ответственны родственные, но дистанцированные участки головного мозга [8].

 

*«Горячий» и «холодный» типы познания — когнитивное познание с вовлечением (горячий) и без вовлечения (холодный) эмоционального компонента, т. е. при наличии или отсутствии аффективной значимости при переработке поступающей информации. 

 

РАС и дислексия имеют схожую картину развития. Доминирующую роль в развитии РАС играет нарушение социального познания, в основе которого лежит взаимный дефицит корково-поведенческих функций [9]. При помощи визуализационных методик показана изменённая активность медиальной префронтальной коры, задней поясной извилины и теменно-париетальной области у данной категории лиц [10].

 

Наиболее распространённым расстройством обучения является дислексия, характеризуемая серьёзными проблемами с чтением и письмом при нормальном уровне интеллекта [11]. В развитие проблем с речью вовлечены фронтальная область  левого полушария, височно-теменной отдел и зрительная кора [12], а некоторые исследователи также сообщают о вовлечённости мозжечка в развитии данных симптомов [13].

 

Корковая гипервозбудимость и нейропластичность — две главные мишени, которые предположительно могут быть скорректированы ТКМП. Данный метод показывает при этом свою клиническую значимость в виде увеличения когнитивного, эмоционального и социального компонентов [14].

 

Эффективность и безопасность применения ТКМП в структуре основных расстройств нейроразвития

 

 СДВГ

 

Латеральная префронтальная кора и правая нижняя лобная извилина были выбраны для стимуляции среди детей с данным расстройством, чаще — дорсолатеральный префронтальный отдел, уже подтверждена ассоциация данной области мозга с исполнительными функциями [15]. В тоже время стимуляции правой дорсолатеральной префронтальной коры было посвящено меньшее число исследований. Данные области отвечают за торможение реакции, от выраженности поражений которых складывается картина тяжести данного расстройства [16]. Дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены на изучение вовлечённости этих областей головного мозга в развитии дефицита внимания и других симптомов СДВГ. Например, пока не до конца понятно, от чего стоит отталкиваться при выборе режима стимуляции: катодная/анодная уни- или билатеральная стимуляция только префронтальной коры или также других областей. Из нескольких исследований, включённых в данное исследование, только одно РКИ с большой группой выборки показало эффективность размещения катодного электрода в левой  супраорбитальной области — месте, ответственном за эмоциональное восприятие информации и обработку вознаграждения [17]. Помимо дорсолатеральной префронтальной коры и правой нижней фронтальной извилины, вентромедиальный префронтальный отдел может стать другим регионом для прицельной стимуляции по причине вовлечённости в эмоциональный компонент обработки внешней информации и установку мотивации.

 

РАС

 

Все проанализированные РКИ сообщили об улучшении по крайне мере одного показателя по результатам исследования методики ТКМП среди детей с РАС. Было показано, что нейропластические эффекты микрополяризации структур головного мозга могут быть усилены повторяющимися сессиями, при этом электроды необходимо накладывать в префронтальных отделах [18]. В то же время, по данным авторов,стимуляция данной области может потенциально уменьшать выраженность поведенческих расстройств. Стимуляция области мозжечка и вентромедиальной префронтальной коры может способствовать улучшению социализации у детей и подростков с данным расстройством. Интересно, что в работах по изучению ТКМП при РАС катодно-анодная полярная стимуляция применяется с большим положительным эффектом. В то время как классическая анодно-возбуждающая / катодно-тормозящая концепция была подвергнута сомнению недавними исследованиями среди как взрослой [19], так и детской популяций [20], имеются также данные о благоприятном эффекте катодной стимуляции ТКМП левой дорсолатеральной префронтальной области.

 

Дислексия

 

Хотя данных о применении ТКМП при дислексии меньше, чем при РАС и СДВГ, метод кажется перспективным для коррекции симптомов расстройства. Результаты исследований показывают, что ТКМП наиболее эффективна у детей и взрослых с проблемами в чтении. При дислексии наиболее частыми «мишенями» для стимуляции становятся билатеральные теменно-париетальные регионы и верхняя височная извилина. Авторы аргументируют этот выбор тем, что левосторонняя анодная и правосторонняя катодная полушарная стимуляция может вызывать возбуждение левой височно-теменной области с одновременным торможением правой, что может прерывать лежащий дисбаланс между полушарными структурами [21]. Другие исследования сообщают, что неинвазивные методики стимуляции передней поясной извилины улучшают способность к устной речи [22] и включены в некоторые рекомендации по лечению детской дислексии [23]. Полученные результаты показывают, что данный метод может также оказаться эффективным при коррекции других расстройств обучения, в том числе дискалькулии (расстройство, характеризующееся отсутствием способности к выполнению простых арифметических операций).

 

По результатам данного систематического обзора, эффективность метода ТКМП была признана частично эффективной в 100% исследований, проведённых у детей и подростков с РАС (n = 11) и дислексией (n = 7). В группе детей с СДВГ эффективность была отмечена в 64,7% исследований (n = 11 из 17). Данные результаты являются довольно обещающими, особенно для коррекции дислексии и различных симптомов в структуре РАС, однако требуются полномасштабные исследования для полной оценки клинической эффективности метода.

 

Перевод: Панина У. В.

 

Редактура: Мешков Г. М.

 

Источник: Salehinejad MA, Ghanavati E, Glinski B, Hallajian AH, Azarkolah A. A systematic review of randomized controlled trials on efficacy and safety of transcranial direct current stimulation in major neurodevelopmental disorders: ADHD, autism, and dyslexia. Brain Behav. 2022 Sep;12(9):e2724. doi: 10.1002/brb3.2724. Epub 2022 Aug 8. PMID: 35938945; PMCID: PMC9480913.

 

Ссылки:

 

  1.       C. Polanía, R., Nitsche, M. A., & Ruff, C. C. (2018). Studying and modifying brain function with non-invasive brain stimulation. Nature Neuroscience, 21(2), 174–187. https://doi.org/10.1038/s41593-017-0054-4
  2.   Fregni, F., El-Hagrassy, M. M., Pacheco-Barrios, K., Carvalho, S., Leite, J., Simis, M., Brunelin, J., Nakamura-Palacios, E. M., Marangolo, P., Venkatasubramanian, G., San-Juan, D., Caumo, W., Bikson, M., Brunoni, A. R., Cardenas-Rojas, A., Giannoni-Luza, S., Leao, J., Teixeira Leffa, D., Mejia-Pando, P. F., . . . Zeng, H. (2020). Evidence-based guidelines and secondary meta-analysis for the use of transcranial direct current stimulation in neurological and psychiatric disorders. International Journal of Neuropsychopharmacology, 24(4), 256–313. https://doi.org/10.1093/ ijnp/pyaa051
  3.   Rivera-Urbina, G. N., Nitsche, M. A., Vicario, C. M., & Molero-Chamizo, A. S. (2017). Applications of transcranial direct current stimulation in children and pediatrics. Reviews in the Neurosciences, 28(2), 173–184. https://doi. org/10.1515/revneuro-2016-0045
  4.   Salehinejad, M. A., Nikolin, S., Vicario, C. M., Nitsche, M. A., & Loo, C. K., (2021) Brunoni AR. Safety and tolerability. In A. R. Brunoni, M. A. Nitsche & C. K. Loo (Eds.). Transcranial direct current stimulation in neuropsychiatric disorders: Clinical principles and management (pp. 667–676). Springer International Publishing
  5.   Turker, S., & Hartwigsen, G. (2022). The use of noninvasive brain stimulation techniques to improve reading difficulties in dyslexia: A systematic review. Human Brain Mapping, 43(3), 1157–1173. https://doi.org/10. 1002/hbm.25700
  6.   Willcutt, E. G., Doyle, A. E., Nigg, J. T., Faraone, S. V., & Pennington, B. F. (2005). Validity of the executive function theory of attentiondeficit/hyperactivity disorder: A meta-analytic review. Biological Psychiatry, 57(11), 1336–1346. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2005.02. 006
  7.   Cepeda, N. J., Cepeda,M. L., & Kramer, A. F. (2000). Task switching and attention deficit hyperactivity disorder. Journal of Abnormal Child Psychology, 28(3), 213–226. https://doi.org/10.1023/A:1005143419092
  8.   Salehinejad, M. A., Ghanavati, E., Rashid, M. d. H. Ar, & Nitsche, M. A. (2021). Hot and cold executive functions in the brain: A prefrontal-cingular network. Brain and Neuroscience Advances, 5, 239821282110077. https:// doi.org/10.1177/23982128211007769
  9.   Lord, C., Elsabbagh, M., Baird, G., & Veenstra-Vanderweele, J. (2018). Autism spectrum disorder. The Lancet, 392(10146), 508–520. https://doi.org/10. 1016/S0140-6736(18)31129-2
  10.   Yuk, V., Anagnostou, E., & Taylor, M. J. (2020). Altered connectivity during a false-belief task in adults with autism spectrum disorder. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging, 5(9), 901– 912.
  11.   American Psychiatric Association. (2013).Diagnostic and statistical manual of mental disorders (DSM-5®). American Psychiatric Pub.
  12.   Richlan, F., Sturm, D., Schurz, M., Kronbichler, M., Ladurner, G., & Wimmer, H. (2010). A common left occipito-temporal dysfunction in developmental dyslexia and acquired letter-by-letter reading? Plos One, 5(8), e12073. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012073
  13.   D’mello, A. M., & Gabrieli, J. D. E. (2018). Cognitive neuroscience of dyslexia. Language, Speech, and Hearing Services in Schools, 49(4), 798–809. https:// doi.org/10.1044/2018_LSHSS-DYSLC-18-0020
  14.   Sellaro, R., Nitsche, M. A., & Colzato, L. S. (2016). The stimulated social brain: Effects of transcranial direct current stimulation on social cognition. Annals of the New York Academy of Sciences, 1369(1), 218–239. https://doi.org/10.1111/nyas.13098
  15.   Koechlin, E., Ody, C. L. e., & Kouneiher, F. D. R. (2003). The architecture of cognitive control in the human prefrontal cortex. Science, 302(5648), 1181–1185. https://doi.org/10.1126/science.1088545
  16.   Nejati, V., Movahed Alavi, M., & Nitsche, M. A. (2021). The impact of attention deficit-hyperactivity disorder symptom severity on the effectiveness of transcranial direct current stimulation (tDCS) on inhibitory control. Neuroscience, 466, 248–257. https://doi.org/10.1016/ j.neuroscience.2021.05.008
  17.   Nejati, V., Salehinejad, M. A., & Nitsche, M. A. (2018). Interaction of the left dorsolateral prefrontal cortex (l-DLPFC) and right orbitofrontal cortex (OFC) in hot and cold executive functions: evidence from transcranial direct current stimulation (tDCS). Neuroscience, 369(Supp C), 109–123. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2017.10.042
  18.   Fregni, F., Boggio, P. S., Nitsche, M. A., Rigonatti, S. P., & Pascual-Leone, A. (2006). Cognitive effects of repeated sessions of transcranial direct current stimulation in patients with depression. Wiley Subscription Services, Inc
  19.   Batsikadze, G., Moliadze, V., Paulus, W., Kuo, M.-F., & Nitsche, M. A. (2013). Partially non-linear stimulation intensity-dependent effects of direct current stimulation on motor cortex excitability in humans. The Journal of Physiology, 591(7), 1987–2000. https://doi.org/10.1113/jphysiol. 2012.249730
  20.   Vicario, C. M., & Nitsche, M. A. (2019). Chapter 9—tDCS in pediatric neuropsychiatric disorders. In L. M. Oberman & P. G. Enticott (Eds.). Neurotechnology and brain stimulation in pediatric psychiatric and neurode
  21.   Turker, S., & Hartwigsen, G. (2022). The use of noninvasive brain stimulation techniques to improve reading difficulties in dyslexia: A systematic review. Human Brain Mapping, 43(3), 1157–1173. https://doi.org/10. 1002/hbm.25700
  22.  Vicario, C. M., & Nitsche, M. A. (2013a). Transcranial direct current stimulation: A remediation tool for the treatment of childhood congenital dyslexia? Frontiers in Human Neuroscience, 7, 139. https://doi.org/10. 3389/fnhum.2013.00139