Известно, что поражение головного мозга в области зрительной ассоциативной коры нарушает зрительное восприятие, т. е. способность правильно воспринимать различные объекта визуального мира, такие как движение, цвет или формы. Визуальное восприятие можно улучшить с помощью неинвазивной стимуляции головного мозга, такой как стимуляция транскраниальная постоянным током (tDCS). В недавно разработанной методике, называемой tDCS "высокой четкости" (HD), вместо обычных электродов губчатых электродов используются небольшие HD-электроды. Считается, что для достижения высокой степени фокальности и точности стимуляции целевой областью этот подход является оптимальбным. Результаты исследований показывают значительное улучшение восприятия движения в левом полушарие после катодного HD-tDCS, но не восприятия формы. Конкретный эффект воздействия на визуальные задачи путем модуляции и возбудимости нейронов в зрительной коре может быть объяснен сложностью восприятия информации, необходимой для решение визуальных задач. Это вызывает «шумовое» состояние активации кодирующих нейронных сетей. Катодные HD-tDCS могут фокусировать правильное восприятие, уменьшая глобальное возбуждениенейронов и тем самым снижая уровень «шума» ниже определенного порога восприятия.
Визуальная кора является областью мозга, ответственной за зрительное восприятие. Она разделена на первичную визуальную кору V1, анатомически эквивалентную области Бродмана (BA) 17, а также экстраординарные визуальные корковые области V2, V3, V4 и V5, соответствующие BA 18 и 19 (Engel et al., 1997 ; Van den Stock et al., 2014). Эти визуальные области организованы в два иерархически и функционально специализированных тракта обработки: вентральный («какой» ) путь , включающий V1, V2, V4 и нижние височные области TEO и TE, для объектного зрения; и дорсальный («где» ) поток, включающий V1, V2, V3, среднюю височную область (V5-MT), среднюю верхнюю височную область (MST) и дальнейшие структуры в нижней теменной и верхней височной коре (пространственное зрения и восприятие движения).
На эффективность визуального восприятия может зависеть от неинвазивной стимуляции мозга. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS), например, является методом, широко используемым для воздействия на возбудимость нейронов (Antal et al., 2001 ). tDCS выполняется путем воздействия постоянным низким током, направленным на интересующую область мозга через внешние электроды. Типичные параметры стимуляции составляют 1-2 мА в течение 20 мин (Nitsche et al., 2008 ).
"Высокое определение" tDCS (HD-tDCS) - это недавно разработанный метод (Villamar et al., 2013 ), в котором вместо обычных двух больших электродов с губкой используются небольшие HD-электроды. По сравнению с традиционным подходом, HD-tDCS имеет преимущество в плане более высокой фокальности по сравнению с воздействием на целевой регион (Bikson et al.,2012 ). Типичным монтажом для HD-tDCS является конфигурация кольца 4 × 1, при которой центральный электрод расположен над целевой областью, а четыре "возвратных" электрода расположены вокруг него в кольцевой конфигурации (Datta et al., 2009 ).
Многие авторы исследовали влияние tDCS на зрительную кору. Например, Antal et al. сообщили о снижении "порога фосфена" после 10 мин анодных tDCS 1 мА и увеличение порога фосфена после катодного tDCS над Oz в затылочном полюсе (Antal et al., 2003). Используя аналогичный протокол, Accornero et al. изучали индуцированные tDCS модификации в визуально вызванных потенциалах (VEP-P100) у людей и обнаружили, что анодная поляризация уменьшает амплитуду VEP-P100, тогда как катодная поляризация значительно увеличивает амплитуду (Accornero et al., 2007 ). Это говорит о том, что в соответствии с полярностью стимуляции анодный и катодный tDCS вызывают различные эффекты. Известно, что анодный tDCS вызывает деполяризацию потенциала мембраны покоя в нейронах, что увеличивает их возбудимость; тогда как катодные tDCS вызывают гиперполяризацию потенциала покоя мембраны с уменьшением возбудимости нейронов (Nitsche et al., 2008). Однако в некоторых исследованиях были получены при этом противоречивые поведенческие эффекты, а для обоснования таких результатов были предложены различные теории (Antal et al., 2004 ; Batsikadze et al., 2013 ). Обычные катодные tDCS над левым V5 влияют на решение визуально моторной задачи, изменяя только визуальное восприятие и контролируя ее, при этом стимулируя различные области зрительной и двигательной коры; анодные tDCS не влияют на поведение. Эффект также зависел от сложности задачи. Исследования с HD-tDCS над правым V5 не проводились до настоящего времени. Учитывая зависящие от задачи и местоположения эффекты tDCS (Nitsche et al., 2008), теория о деполяризации и гиперполяризации нейронов представляется слишком запутанной, чтобы объяснить сложность проблемы, а поведенческие характеристики при решении задачи визуального движения после стимуляции правого V5 должны быть дополнительно изучены. Результаты визуальных тестов показывают значительное влияние катодных HD-tDCS на эффективность решение задач на восприятие движения. Согласно организации визуальной обработки "в поток" ( трактах) «что» и «где» (Ungerleider and Haxby, 1994), визуальный тест, включающий восприятие движения, подобно задаче скорости, полагается на области потока «где», например на V5. И наоборот, тест, включающий восприятие фигур, таких как «Форма», будет критически опираться на области тракта «какого» . Оптимально для монтажа должна ыбть выбрана специально целевой область V5, и эта локализация поддержана моделируемым распределением электрического поля. Стимуляция в других областях, а именно «какой» поток, может, таким образом, не быть достаточно сильной, чтобы выявлять поведенческие эффекты при решении задачи на восприятие формы.
При проведении экспериментов HD-tDCS важно оптимизировать параметры стимуляции, чтобы достичь высокой фокусировки и высокой напряженности поля в заданной целевой области. Управляемыми параметрами для исследования этой проблемы оптимизации обычно являются форма и размер электродов, а также расстояние между электродами. Было показано, что кольцеобразные электроды уменьшают ощущение покалывания по сравнению с другими формами, такими как прямоугольники и диски (Minhas et al., 2010 , 2011 ). Размер электродов положительно коррелирует с плотностью тока в мозге (Miranda et al., 2009). Поэтому для достижения сильного поля желательны большие электроды. К сожалению, сложнее достичь высокой фокальности с большими электродами, поскольку электрическое поле распространяется с большей поверхности. По этой причине обычно выбираются кольцевые HD-электроды (Borckardt et al., 2012 ). Что касается расстояния между электродами, было показано, что чем больше расстояние, тем выше интенсивность поля (Faria et al., 2011 ), и, наоборот, если речь идет о фокусе на целевой области (Dmochowski et al., 2011 ).
Добавить комментарий