Неинвазивная стимуляция мозга в психиатрии

Терминология

Что понимается под термином "неинвазивная стимуляция головного мозга"

Неинвазивная стимуляция головного мозга (NIBS) относится к набору технологий и методов, позволяющих модулировать возбудимость мозга посредством транскраниальной стимуляции. Неинвазивная стимуляция мозга охватывает ряд методов, которые позволяют модулировать активность мозга и нейронные цепи in vivo без необходимости хирургического вмешательства или анестезии. Это достигается либо с помощью приложения электромагнитного поля, как в случае транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), либо с помощью приложения слабых электрических токов к коже головы, как в случае транскраниальной электростимуляции (tES), включая транскраниальную стимуляцию постоянным током (tDCS). Неинвазивный характер этих методов в сочетании с их способностью воздействовать на определенные области мозга сделали их привлекательными как для исследовательских и диагностических целей, так и для терапии. Сегодня во всем мире  появились программы обучения NIBS, обеспечивающие надлежащую подготовку специалистов. 

Методы стимуляции мозга

Какие методы наиболее часто применяются для стимуляции мозга?

Основными модальностями неинвазивной стимуляции головного мозга являются транскраниальная магнитная стимуляция (ТМS) и транскраниальная стимуляция током. 

Показания для лечения с помощью неинвазивной стимуляции мозга

Какие основные показания для лечения NIBS?

NIBS продемонстрировали терапевтический потенциал в отношении целого ряда психоневрологических расстройств, включая боль, инсульт, шум в ушах, деменцию, депрессию, позитивную и негативную симптоматику шизофрении, расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ, и тревожные расстройства (Lefaucheur J-P, et.al., 2017,  2020).

Показания для транскранильной магнитной стимуляции

Какие психические расстройства традиционно лечат с помощью транскраниальной магнитной стимуляции?

В настоящее время официально выделено семь показаний для TMS: пять для лечения рефрактерной к фармакотерапии депрессии и одно для терапии галлюцинаций (терапевтическое), седьмое для предварительного составления моторных и речевых областей мозга (диагностическое), что востребовано в нейрохирургии.  Сегодня TMS находит свое применение в психиатрии, неврологии, педиатрии, нейрохирургии, физиотерапии, соматической медицины и реабилитации.  Вследствие вышесказанного актуальны проблемы  эффективности, безопасности, экономических аспектов и образования в области транскраниальной магнитной стимуляции. Однако, наш, более чем 10-летний опыт неинвазивной стимуляции мозга на основе результатов структурной и функциональной визуализации мозга позволяет выделить значительно большее количество показаний. Помимо депрессии, некоторые авторы опубликовали многообещающие результаты лечения с помощью rTMS пациентов с манией (Saba G et.al., 2004) и у пациентов с резистентными слуховыми галлюцинациями при шизофрении  (Poulet E, et.al., 2005).

Неинвазивная стимуляция мозга при лечении зависимостей

Какие методы физиотерапии используются для лечения зависимостей? 

Неинвазивная стимуляция мозга (NIBS) была исследована для лечения расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ (SUD), включая никотиновую зависимость. Методы NIBS позволяют целенаправленно воздействовать на определенные цепи нейронов мозга, в том числе на те, которые участвуют в развитии и сохранении SUD. 

Транскраниальная магнитная стимуляция 

Какие основные механизмы действия магнитной стимуляции мозга?

Повторяющаяся транскраниальная магнитная стимуляция (rTMS) и транскраниальная электрическая стимуляция (tES) считаются двумя наиболее распространенными формами NIBS, которые предложены для SUD. При применении rTMS стимуляция определенных структур мозга осуществляется с помощью  электромагнитной катушкаи Электрический ток пульсирует через эту проволочную катушку, которая генерирует магнитное поле, либо усиливая, либо ослабляя возбуждение нейронов под катушкой. Несколько импульсов доставляются с заданной частотой, интенсивностью и продолжительностью. Эти параметры изменяют эффекты rTMS на клетки мозга. Высокочастотная rТМS (например, 10-20 Гц) усиливает возбуждение нейронов, в то время как низкочастотная rТМS (например, 1 Гц), напротив, уменьшает  возбудимость нейронов. 

Стимуляция электрическим током

Какие основные  механизмы действия электрической стимуляции мозга? 

  tES влияет на мозговые цепи (сети) нейронов, создавая слабый постоянный или переменный ток с помощью электродов, размещенных на коже головы. Электрические токи облегчают потенциалы действия, при этом анодная стимуляция повышает возбудимость коры, а катодная стимуляция ее снижает. Несмотря на то, что нашей клинике ( ООО "Психическое здоровье" ) мы используем  различные типы tDCS и tACS, в данной заметке я сосредоточусь  на транскраниальной стимуляции направленного тока (tDCS), которая включает непрерывный источник электрической стимуляции и не зависит от частоты.  При tDCS на кожу головы подается постоянный ток низкой интенсивности с использованием двух или более электродов. Под анодным электродом мембранный потенциал покоя снижается, что увеличивает возбудимость коры, а под катодным электродом мембрана гиперполяризуется, что снижает возбудимость. 

Склонность больных с психическими расстройствами к потреблению психоактивных веществ

Как часто потребляют психоактивные вещества больные шизофренией?

 Многие пациенты , страдающие психическими расстройствами принимают психоактивные вещества. Например,    больные шизофренией в 10 раз чаще страдают расстройством, связанным с употреблением табака, чем население в целом. До 80% больных шизофренией регулярно курят табак, что в три раза превышает распространенность среди населения в целом. Несмотря на поразительную распространенность употребления табака при шизофрении, современные методы лечения как-бы игнорируют эту проблему.

Зависимость от никотина 

Стимуляция левой дорсолатеральной префронтальной коры при лечении зависимости от никотина

Какая частота используется при лечении зависимости от никотина с помощью магнитной стимуляции мозга?

  Сегодня растет использование неинвазивной стимуляции мозга (NIBS) для лечения расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ (SUD), особенно при употреблении табака. Терапия NIBS, направлена на дорсолатеральную префронтальную кору, эффективна при никотиновой зависимости ( транскраниальная магнитная стимуляция теперь одобрена FDA для прекращения курения).  В большинстве исследований использовалась высокочастотная rТМS с частотой 10 Гц, левой дорсолатеральной префронтальной коры в течении от 15-минутного однократного сеанса до экспериментов с несколькими сеансами. Предполагается, что высокочастотная стимуляция DLPFC активирует эту область и тем самым улучшает «нисходящую» регуляцию областей мозга, вовлеченных в патогенез влечения и поведении, связанном с поиском наркотиков. 

Высвобождение каких трансмиттеров нервной системы происходит во время магнитной стимуляции мозга?

Стимуляция rТМS  левой дорсолатеральной префронтальной коры  стимулирует высвобождение дофамина в полосатом теле, передней поясное коре и медиальной префронтальной коре. 

Стимуляция латеральной префронтальной и островковой коры мозга

Стимуляция каких регионов коры мозга и с какой частотой способствует прекращению курения в большей степени?

В исследовании Zangen et al. (2014) , которое получило одобрение rTMS FDA для прекращения курения, высокочастотная билатеральная rTMS была нацелена на латеральную префронтальную и островковую кору.  В этом исследовании использовалась катушка H4 (Brainsway, Израиль), которая, как было показано в моделях электрического поля, билатерально стимулирует нейронные пути в латеральной префронтальной коре и островке с интенсивностью выше порога активации нейронов. Было предложено воздействовать на эти области, чтобы уменьшить тягу в ответ на сигналы курения. Однако, систематический обзор и мета-анализ показали, что rTMS 10 Гц в левой DLPFC связана с наибольшим снижением частоты курения. 

Литература

Gorelick, D. A., Zangen, A., & George, M. S. (2014). Transcranial magnetic stimulation in the treatment of substance addiction. Annals of the New York Academy of Sciences, 1327(1), 79-93.

Lefaucheur J-P, Antal A, Ayache SS, Benninger DH, Brunelin J, Cogiamanian F, et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS). Clin Neurophysiol. (2017) 128:56–92

Lefaucheur J-P, Aleman A, Baeken C, Benninger DH, Brunelin J, Di Lazzaro V, et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): An update (2014-2018). Clin Neurophysiol. (2020) 131:474–528

Poulet E, Brunelin J, Bediou B, Bation R, Forgeard L, Dalery J, et al. Slow transcranial magnetic stimulation can rapidly reduce resistant auditory hallucinations in schizophrenia. Biol Psychiatry. (2005) 57:188–91.

Saba G, Rocamora JF, Kalalou K, Benadhira R, Plaze M, Lipski H, et al. Repetitive transcranial magnetic stimulation as an add-on therapy in the treatment of mania: a case series of eight patients. Psychiatry Res. (2004) 128:199–202.