Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat numeru

1 lutego 2019

NR 13 (Styczeń 2019)

Zastosowania przezczaszkowej stymulacji stałym prądem

0 16

W niniejszym artykule omówiono techniczne zagadnienia związane ze zjawiskami wywołanymi przezczaszkową stymulacją prądem stałym (tCDS) oraz zakres zastosowania tej metody pod kątem jej użyteczności i skuteczności w neurorehabilitacji zaburzeń psychicznych, wspomagania funkcji poznawczych oraz naukowych zastosowaniach w psychologii.

Ostatnio można zaobserwować coraz większe zainteresowanie stosowaniem przezczaszkowej stymulacji prądem (ang. transcranial current stimulation, tCS), zarówno w terapii, jak i w badaniach naukowych.
Technika tCS wykorzystuje stały, niski prąd dostarczany przez elektrody umieszczone na powierzchni głowy. Należy ją zdecydowanie odróżnić od terapii elektrowstrząsowej ECT, która jest metodą inwazyjną ze względu na stosowane duże napięcie (do 450 V) i duże natężenie prądu (do 0,9 A). Tak zwane elektrowstrząsy budzą przez to kontrowersje wśród wielu pacjentów, choć stosuje się je dzisiaj raczej tylko w przypadkach ciężkiej, lekoopornej depresji i to zawsze w znieczuleniu ogólnym, przy obecności anestezjologa. Mimo to łączą się one nadal z zagrożeniem wystąpienia pewnych groźnych powikłań (jak np. migotanie komór sercowych), wiąże się też zwykle z przejściowym deficytem pamięci.
Natomiast omawiane w tym artykule metody tCS, a w szczególności tCDS są nieinwazyjnymi technikami stymulacji mózgu ze względu na bardzo niskie stosowane napięcie i natężenie prądu elektrycznego. W efekcie nie stwarzają żadnych zagrożeń dla osoby jej poddanej ani też nie powodują dyskomfortu w czasie ich stosowania. Ten rodzaj stymulacji wykorzystuje się nie tylko w neurologii, np. jako metodę wspomagającą leczenie zaburzeń oraz chorób układu nerwowego, ale także jako narzędzia badawcze i terapeutyczne w psychiatrii oraz psychologii. Dlatego metody te coraz częściej zaczynają być stosowane w ośrodkach medycznych oraz rehabilitacyjnych.
Obecnie wykorzystuje się trzy formy przezczaszkowej stymulacji prądem, to jest:

  • tDCS (transcranial Direct Current Stimulation), czyli przezczaszkowa stymulacja prądem stałym,
  • tACS (transcranial Alternating Current Stimulation), czyli przezczaszkowa stymulacja prądem zmiennym,
  • tRNS (transcranial Random Noise Stimulation), czyli przezczaszkowa stymulacja przypadkowo dobieranym szumem.

Historia

Metoda leczniczego oddziaływania prądem elektrycznym na ludzki umysł jest znana od wieków i powstała, zanim ludzie nauczyli się sami wytwarzać elektryczność. Rzymski lekarz cesarza Klaudiusza, Skryboniusz Largus, zalecał przykładanie na powierzchnię głowy chorym (zwłaszcza na uporczywe bóle) gatunek ryby wytwarzającej prąd elektryczny (Zago i inni, 2008). Była nią najprawdopodobniej drętwa pawik (torpedo torpedo), ryba chrzęstnoszkieletowa z rodziny drętwowatych, występująca w Atlantyku i Morzu Śródziemnym. Ryba ta wytwarza stosunkowo duże napięcie, więc nie poleca się osobom zainteresowanym powtarzania takich eksperymentów – stosowanie tDCS, także sprawdzające się w leczeniu bólu, jest znacznie bezpieczniejsze. Duński lekarz Jan Ingenhousz (1730–1799) sugerował możliwości zastosowania elektroterapii u osób z objawami histerii i melancholii po sprawdzeniu tej metody na sobie z bardzo dobrymi rezultatami. Przepływ ładunku elektrycznego wywołał u tego uczonego przejściową utratę świadomości, a następnie poprawę nastroju i funkcjonowania poznawczego. Już wówczas ludzie potrafili sami produkować prąd, choć w małych ilościach, najpierw za pomocą maszyny elektrostatycznej, a potem ogniw, dzięki pracy włoskich uczonych – Galvaniego oraz Volty. W 1801 r. Giovanni Aldini (siostrzeniec Galvaniego) rozpoczął badania, w których z powodzeniem zastosował technikę stymulacji prądem stałym, aby poprawić nastrój chorych na melancholię (Parent, 2004). Od 1857 r. za sprawą amerykańskich badaczy: G.M. Bearda oraz A.D. Rockwella rozpoczęła się cała seria badań nad zastosowaniem elektryczności w terapii osób z zaburzeniami psychicznymi oraz z niepełnosprawnością intelektualną. Pierwsze urządzenie elektroterapeutyczne zostało opracowane w Anglii ok. 1895 r. Podstawowa konstrukcja tDCS, wykorzystująca prąd stały (DC) do stymulowania obszaru zainteresowania, istnieje od ponad 100 lat. Na pewien czas zapomniano jednak o tej metodzie terapeutycznej, a następnie od lat 30. ubiegłego wieku stała się modna terapia elektrowstrząsowa, która ze względu na wysokie wartości napięcia i natężenia prądu miała charakter inwazyjny, była nieobojętna dla zdrowia i stanu psychiki, stąd też szybko znalazła się pod obstrzałem krytyki. W latach 60. XX wieku nastąpił wzrost zainteresowania przezczaszkową stymulacją prądu stałego, kiedy badania D.J. Alberta (1966) dowiodły, że stymulacja może wpływać na funkcjonowanie mózgu poprzez zmianę pobudliwości korowej. Uczony ten odkrył również, że stymulacja pozytywna i negatywna wywierały różny wpływ na pobudliwość korową. Badania te były kontynuowane.

Metoda tDCS dzisiaj. 
Mechanizm stosowania i działania, podstawowe zastosowania

Twórcą tej metody we współczesnej formie jest A.M. Sheliakin z I.G. Preobrażenskaja z Instytutu Rehabilitacji Medycznej im. prof. O.W. Bogdanowa w Sankt Petersburgu (Sheliakin i inni, 2006). Aktualnie nad metodą prowadzone są badania w wiodących ośrodkach, takich jak: Universita di Milano (Włochy), University of Gottigen, University of Luebech (Niemcy), Harvard Center for Non-invasive Brain Stimulation, Boston (USA), Instytut Neueroelectriks w Barcelonie (Hiszpania), a także Institute of the Human Brain, St. Petersburg (Rosja). W Norwegii terapia prowadzona jest w ramach rządowego programu, co znacząco ułatwia pacjentom leczenie. W Anglii, Walii, Szkocji i Irlandii Północnej Narodowy Instytut na rzecz Doskonalenia Zdrowia i Opieki Zdrowotnej (NICE) wydał pełne wytyczne dla nieinwazyjnych metod stymulacji w epizodach depresyjnych oraz w depresji w 2015 r. Do Polski technika ta, zwana u nas także mikropolaryzacją mózgu, dotarła w 2003 r. i bardzo szybko zyskuje na popularności. Stosuje ją kilka wiodących ośrodków w Polsce, na przykład Sensusmed w Krakowie. Jest metodą całkowicie bezpieczną, nieinwazyjną, a także bezbolesną (można co najwyżej odczuwać swędzenie i mrowienie w miejscu stymulacji), wykonywaną za pomocą elektrod powierzchniowych, które są umieszczane na powierzchni głowy pacjenta. Za pomocą tychże elektrod dostarcza się prąd o niskim natężeniu (0,5–2 mA), wytwarzając pole elektryczne w mózgu modulujące aktywność neuronów, aby doszło do utrwalonej cyklicznie powtarzalności wzbudzeń. Do stymulacji kory mózgowej wykorzystywane są elektrody dodatnie (anody) i ujemne (katody). Rodzaj zmiany w korze mózgu uzależniony jest od biegunowości elektrod: zastosowanie anody powoduje zwiększenie pobudliwości komórek nerwowych kory mózgowej (depolaryzacja), zaś katody – spadek tej pobudliwości, co wykazuje działanie hamujące (hiperpolaryzacja) (Polanowska, Seniów, 2010). Na poziomie neurofizjologicznym efekt ten można tłumaczyć tym, że anoda prowadzi do depolaryzacji położonych w pobliżu neuronów, a tym samym sprzyja powstawaniu potencjału czynnościowego i pobudzeniu komórki (Eschweiler, 2003). Badania nad działaniem prądu na mózg oraz wiedza o neuronalnych podstawach pamięci i uczenia się pozwalają sądzić, że obserwowane efekty tDCS wynikają z podprogowej modulacji potencjału spoczynkowego błon neuronalnych związanej z depolaryzującym wpływem anody i hyperpolaryzującym działaniem katody (Stagg, Nitsche, 2011). Wyzwolone zmiany pobudliwości są wzmacniane i podtrzymywane w postaci efektu następczego dzięki mechanizmom synaptycznym, wśród których najważniejsza jest aktywacja NMDA (receptora dla glutaminianu) i następujący dzięki temu proces długotrwałego wzmacniania synaptycznego (LTP). Pobudzenie kompleksu NMDA oraz LTP jest niezbędne dla procesu uczenia się i innych przejawów neuropatyczności, także z udziałem systemu dopaminergicznego, a także serotoninergicznego (Zaghi i inni, 2010). Ponieważ w technice tDCS stosuje się bardzo słaby, niewyczuwalny prąd, pacjent nie może się zorientować, czy jest poddawany stymulacji prawdziwej, czy też rzekomej. W pracach naukowych można zatem stosować placebo prawdziwe (brak stymulacji) oraz placebo rzekome (błędnie aktywne placebo), które polega na stymulowaniu innych niż sugerowanych regionów głowy (Boggio i inni, 2008). Istotne jest to, że badania wskazują na prawdziwe działanie tDCS w porównaniu z zastosowanym placebo (leczeniem pozorowanym). Dzięki wprowadzeniu tej metody dochodzi do stymulacji procesu neurogenezy (powstawania nowych neuronów) oraz do aktywowania się procesów samonaprawczych mózgu.
Terapia ta ma swoje zastosowanie w neurorehabilitacji chorych z uszkodzeniami mózgowia i różnymi dysfunkcjami neurologicznymi. Zjawisko aktywacji zjawiska neuroplastyczności kompensacyjnej pozwala na skuteczne prowadzenie treningu ruchowego, afektywnego oraz poznawczego, zwłaszcza treningu pamięciowego, logopedycznego, a także percepcji i uwagi. Potwierdzają to badania Prioriego z 1998 r. (Priori i inni, 1998), które wykazały, że przezczaszkowej stymulacji towarzyszą zmiany parametrów funkcji ruchowych, percepcyjnych i poznawczych. Okazało się, że wzbudzenie i jego funkcjonalne następstwa ujawniają się nie tylko podczas trwania zabiegu, ale utrzymują się także po jego zakończeniu, w zależności od natężenia prądu i czasu trwania neuromodulacji (Nitsche i inni, 2005). Można nią poddawać korę przedczołową, wzrokową, somatosensoryczną i ruchową, dzięki czemu wpływa na funkcje: ruchowe, poznawcze, percepcyjne, a także umożliwia i znacznie przyspiesza efektywną rehabilitację pacjentów neurologicznych. Najlepszy efekt uzyskiwany jest poprzez połączenie mikropolaryzacji z neurorehabilitacją.

Zastosowanie w terapii zaburzeń afektywnych

W terapii zaburzeń afektywnych wykorzystuje się przede wszystkim fakt obserwowanej asymetrii w czynności kory przedczołowej u osób z depresją, a więc zmniejszoną czynność po stronie lewej, a zwiększoną po prawej. Osoby przejawiające silną aktywację w korze przedczołowej lewej półkuli mózgu częściej doświadczają pozytywnego afektu (Davidson, 2002), a przeciwny wzór obowiązuje w przypadku osób o silnej aktywacji prawej strony kory przedczołowej (Tomarken i in., 1992).
Stosowanie tDCS w leczeniu zaburzeń depresyjnych opiera się także na wiedzy dotyczącej funkcjonalnych i strukturalnych nieprawidłowości w lewej i prawej grzbietowo-bocznej korze przedczołowej, brzuszno-środkowej korze przedczołowej, jądra migdałowatego i hipokampa u depresyjnych pacjentów (Campbell i wsp., 2004; Hamilton i wsp., 2008). Jednym z celów stymulacji tDCS jest normali...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań magazynu "Psychologia w praktyce"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • Możliwość pobrania materiałów dodatkowych
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy