Нейростимулятор

Результаты исследования, опубликованные в журнале Scientific Reports, в будущем могут помочь в создании новых вспомогательных нейротехнологий и реабилитации людей с когнитивными нарушениями.

Метод транскраниальной электростимуляции представляет собой неинвазивное воздействие на ткани мозга постоянным током — к конкретным местам на голове пациентов или испытуемых прикладывают электроды, создающие слабое электрическое поле. Сегодня его применяют для самых разных целей: от лечения депрессий и болевых синдромов до лучшего запоминания новых слов и даже спортивных техник.

Во время стимуляции активный электрод может передавать положительный электрический заряд (анодная стимуляция) или отрицательный (катодная). Научные исследования показывают, что анодная ТЭС приводит к деполяризации нейронов, считается, что это повышает вероятность их возбуждения при поступлении новой информации. А вот катодная ТЭС, напротив, подавляет возбудимость нейронов, что, казалось бы, должно негативно влиять на изучение новых слов. Однако работа ученых СПбГУ показала, что в случае со сложными когнитивными функциями, а именно с речью, все обстоит не совсем так.

Исследователи провели следующий эксперимент. Участников разделили на три группы по 24 человека. Две из групп получали катодную или анодную стимуляцию зоны Вернике — это часть коры головного мозга, связанная с восприятием речи; еще одна группа — контрольная, в ней испытуемые получали псевдостимуляцию (или плацебо-стимуляцию), при которой ток в электроды не подавался. После этого испытуемые изучали новые конкретные и абстрактные слова на русском языке, значение которых им необходимо было выявить из контекста коротких историй. Результаты обучения оценивались с помощью лексических и семантических заданий как сразу после обучения, так и на следующий день — чтобы выявить эффекты так называемой консолидации памяти.

Чтобы все участники оказались в одинаковых условиях, ученые отобрали очень редко используемые понятия (например: старинная сумка из дуба, бересты, щепы) или понятия из других языков, слов для которых в русском не существует (например: непостижимая сила произведения искусства, которая глубоко трогает человека). Кроме того, исследователи придумали псевдослова, напоминающие русские. Строились они таким образом: брали два русских слова, и в псевдослове использовали первые два слога от одного и последний — от другого (например: «барбарис» и «первенец» превращались в «барбанец»). Одно из контекстных предложений звучало так: «Натуралист Геннадий по характерному запаху понял: рядом барбанец».

Успешность прохождения тестов оказалась разной в зависимости от типа ТЭС, типа слов (абстрактные/конкретные) и проверочных заданий. В группах с анодной и псевдостимуляцией на второй день результаты по усвоению абстрактной семантики были ниже, чем в первый день, — произошло предсказуемое естественное забывание. Однако в катодной группе такое снижение не наблюдалось. Кроме того, обе стимуляционные группы оказались в целом более успешными по сравнению с группой, получившей псевдо-стимуляцию. Особенно ярко этот эффект проявился для абстрактной семантики после катодной ТЭС.

«Наше исследование показало, что в обработке абстрактной и конкретной семантики участвуют различные, но частично пересекающиеся нейронные механизмы. Мы видим, что в усвоении абстрактных слов ключевую роль играют основные языковые области. Причем их катодная электростимуляция делает этот процесс более эффективным», — рассказала первый автор статьи, научный сотрудник лаборатории поведенческой нейродинамики СПбГУ Диана Курмакаева.

Исследовательница отметила, что полученные результаты в будущем могут быть полезны для реабилитации людей с речевыми нарушениями, например, после травм головного мозга или инсультов. В некоторых случаях у таких пациентов сохраняется способность оперировать конкретными понятиями, но пропадает — абстрактными. Так как эта информация по-разному обрабатываются и хранится в мозге, важно знать конкретные зоны и характеристики воздействия на них, чтобы помогать людям восстанавливаться после травм.

Лаборатория поведенческой нейродинамики СПбГУ была создана в рамках мегагранта Правительства РФ — крупного междисциплинарного проекта «Когнитивная нейробиология процессов научения и восприятия языка». Ее руководитель — профессор Юрий Штыров, выпускник СПбГУ, нейрофизиолог, руководитель лабораторий магнито- и электроэнцефалографии в Орхусском университете (Дания). Лаборатория поведенческой нейродинамики занимается изучением взаимосвязи между процессами, которые происходят в нашем мозге, и различными психическими феноменами.

Следующим этапом исследования станет изучение влияния различных видов ТЭС на другую область — зону Брока. Это второй важнейший речевой центр в головном мозге человека, который главным образом отвечает за производство речи.

Методы неинвазивной стимуляции мозга

Метод неинвазивной стимуляции мозга посредством слабого электрического воздействия (0,5 мА – 2 мА) на кору головного мозга. При использовании ТЭС на кожу головы помещаются два электрода, подключенных к аккумулятору. При этом один из электродов (стимулирующий) закрепляется над той или иной областью мозга, а второй (референсный) – над другой областью мозга (биполярный монтаж) или на другой части тела (униполярный монтаж). На эффекты ТЭС оказывают влияние такие параметры стимуляции как напряжение тока, размер, форма и положение электродов и т.д. Таким образом, ТЭС временно и обратимо модулирует активность данной области мозга. В настоящее время метод активно применяется как в научных исследованиях, так и в медицине.Выделяют транскраниальную стимуляцию постоянным током (ТСПоТ, tDCS) и переменным током (ТСПеТ, tACS). В случае ТСПоТ применяется слабый постоянный ток, направленный от катода к аноду, с целью модуляции уровня возбуждения нейронов. Если над стимулируемой областью расположен анод (т.н. «анодная» стимуляция), это приводит к деполяризации нейронов, в результате чего повышается их готовность ответить спайком на поступивший сигнал от других клеток. Соответственно, «катодная» стимуляция, при которой ток течет по направлению от электрода, вызывает противоположный эффект, увеличивая разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембран и, тем самым, снижая возбудимость нейронов. В случае ТСПеТ используется слабый переменный ток различной частоты, оказывающий модулирующее воздействие на ту или иную область мозга, в том числе за счет взаимодействия с ее эндогенной ритмической активностью.

Транслингвальная нейростимуляция (ТЛНС) – это методика, которая позволяет активизировать работу головного мозга без медицинских препаратов и оперативного вмешательства. Ее используют для того, чтобы частично или полностью восстановить способности к движению, память, мышление, вернуть больному возможности самообслуживания и профессиональные навыки, пострадавшие от травм и заболеваний.

Как это работает

Транслингвальная стимуляция головного мозга – это воздействие электрических импульсов на центральную нервную систему человека через рецепторы на кончике языка. Она осуществляется с помощью аппарата BrainPort (PoNS).

Устройство надевают на шею, а часть с электродами прикладывают к кончику языка. Оттуда электрические импульсы попадают сначала в ствол головного мозга и уже от него расходятся во все отделы нервной системы.

В течение двадцатиминутного сеанса ТЛНС-устройство посылает примерно 27 миллионов импульсов, которые воздействуют на разные участки головного мозга. К примеру, если у человека проблемы с координацией ноги, он начинает двигать ей в ходе сеанса, прибор посылает дополнительные импульсы, и соответствующий мозговой отдел начинает лучше координировать эти движения.

Транслингвальная нейростимуляция (ТЛНС)

Результаты использования

Эффект сохраняется и после прекращения сеанса. Курс процедур длительностью в три недели способен дать достаточно устойчивые результаты, например, следующие:

  • улучшение походки;
  • восстановление речи;
  • способность сохранять равновесие в различных позах;
  • уменьшение и устранение тремора конечностей;
  • возвращение к полноценной двигательной активности;
  • расслабление групп мышц.

Применение методики

Транслингвальная стимуляция головного мозга подходит пациентам с различными нарушениями работы центральной нервной системы.

  • Черепно-мозговые травмы – в результате применения нейростимуляции улучшаются сон, двигательные реакции, память, мышление. Обычно электростимуляцию назначают через 20–30 дней после получения травмы. Процедуры дают более выраженный эффект в сочетании с когнитивной тренировкой или упражнениями лечебной физкультуры.
  • Детский церебральный паралич (ДЦП) – именно это направление реабилитации наиболее эффективно при ДЦП, так как помогает одновременно восстановить как двигательные, так и мыслительные функции.
  • Бессонница – электростимуляция нормализирует циклы бодрствования и сна, что приводит к увеличению продолжительности сна и повышению его качества уже через 2–5 сеансов. В среднем требуется от 5 до 20 сеансов в зависимости от тяжести нарушений.
  • Болезнь Паркинсона и проблемы координации тела – в отличие от лекарственной терапии, которая со временем становится менее эффективной и вынуждает повышать дозировку препарата, ТЛНС оказывает более сильное и долгосрочное воздействие. Этот метод помогает улучшить как двигательные реакции, так и мышление.
  • Астения – это состояние организма, которое проявляется в слабости, утомляемости, подавленности настроения, повышенной раздражительности и сексуальных расстройствах. Нейростимуляция активизирует мозговую деятельность, повышает переносимость нагрузок и способствует предотвращению эмоциональных срывов.
  • Нарушения мышления, памяти и слуха – стимуляция направлена непосредственно на активизацию различных областей мозга и восстанавливает разрушенные нейронные связи, что способствует улучшению мышления, памяти, концентрации внимания и контроля над действиями пациента, а также помогает частично или полностью восстановить утерянный слух.
  • Инсульт – после инсульта пациент утрачивает часть привычных навыков, с восстановлением которых могут справиться регулярные процедуры транслингвальной нейростимуляции.
  • Нарушения логопедического характера – ТЛНС воздействует на разные речевые зоны мозга и помогает стабилизировать артикуляцию. Кроме того, эти процедуры восстанавливают естественный ритм и темп речи.

Преимущества метода ТЛНС

Преимущества метода

В лечении проблем ЦНС врачи все чаще прибегают к методике ТЛНС. Причина этого – наличие важных преимуществ этого метода:

  • неинвазивная технология – прибор не вводится в организм в ходе операции, значит, исключены постоперативные осложнения;
  • широкие возможности – ТЛНС подходит для самых разных групп больных и успешно сочетается с лекарственной терапией, физическими нагрузками и т.д.;
  • безопасность – риски исключены, ведь лечение происходит мягко и под присмотром врача.

Таким образом, транслингвальная нейростимуляция – инновационный способ нейрореабилитации, который подходит под различные цели пациентов, страдающих от двигательных нарушений и проблем с мышлением.

В центре ЭйрМЕД ТЛНС используется в составе комплексной терапии при ДЦП, восстановлении после инсульта и спинальных травм. Подробнее узнать о методе вы можете по телефону: +7 (812) 407-22-69. Также можно задать вопрос нашим врачам, обратившись через форму.

Узнать подробнее о транслингвальной нейростимуляции

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *