Способность мозга генерировать и ощущать временную информацию является предпосылкой для восприятия, действия и познания. Эта временная информация встроена в колебания, которые существуют во многих разных временных масштабах . В здоровом бодрствующем мозге человека в состоянии покоя с закрытыми глазами («расслабленное бодрствование») наиболее заметным компонентом в ЭЭГ является альфа-ритм от 8 до 12 Гц.
Затылочный альфа-ритм связан с познавательной активностью и рабочей памятью, именно он является главной целью тренингов при биологической обратной связи. Альфа-индекс увеличивается с раннего детства до взрослой жизни и снижается после 50-60 лет, что связано с неврологическими расстройствами, а не с возрастом. Кроме того, дети с более низким уровнем образования, задержкой психического развития, сложностями чтения и письма, нарушениями орфографии и неврологическими расстройствами демонстрируют значительно меньшую альфа-мощность. Отметим, что нейронная модуляция альфа-мощности находится в зависимости и от тяжести деменции , например , выраженности симптомов болезни Альцгеймера.
Характер тесной взаимосвязи между альфа-колебаниями ЭЭГ и поведением человека был отмечен сравнительно давно, искусственно усиленная альфа-активность с помощью повторяющейся транкраниальной магнитной стимуляции (rTMS) или обучения во время сеансов биологической обратной связи может улучшить способности к решению когнитивных задач. Кроме того, эндогенная затылочная альфа-сила, предшествующая визуальному раздражителю, определяет перцептивную "судьбу" стимула. Таким образом, текущая осцилляторная альфа-активность даже при отсутствии входного сигнала (стимула) или внешнего "выхода" может рассматриваться как показатель внутренних состояний головного мозга , поскольку она обладает прогностической значимостью для последующего сенсорного опыта или когнитивной обработки информации. Соответственно, было бы желательно модулировать альфа-активность мозга в случаях когнитивных нарушений, которые возникают из-за патологически низких или высоких колебаний активности мозга в этом частотном диапазоне.
Транскраниальная электрическая стимуляция коры мозга оказалась полезным методом , как с точки зрения исследования функций мозга, так и диагностики и терапии психических расстройств. Транскраниально применяемая стимуляция постоянным током (tDCS) вызывает поляризацию и деполяризацию нейронных областей под анодом и катодом соответственно - таким образом модулируя возбудимость коры . Применение транскраниальной стимуляции переменным током (tACS) потенциально способно взаимодействовать с ритмической нейронной активностью и имеет перцептивный и поведенческий характер последействия. При применении tACS над затылочной коры, R. Kanai et.al. (2008) смогли вызвать восприятие фосфенов в частотном - зависимым диапазоне. A. Pogosyan et.al. ( 2009) связали tACS над моторной корой с особыми изменениями в произвольных движениях . Эти эффекты указывают на взаимодействие tACS со специфическими по частоте эндогенными колебаниями активности мозга.
Транскриальная электрическая стимуляция осуществляется через два губчатых электрода (5 × 7 см) (Neuroconn, Ilmenau, Germany), прикрепленных к голове для записи ЭЭГ (EASYCAP, Herrsching, Германия) и размещенной на двусторонней основе при теменно -затылочной местоположения электродов (PO9 и PO10). Импеданс поддерживается ниже 10 кОм. Применяют осциллирующие токи в IAF , используя систему стимуляторов с батарейным питанием (Eldith, Neuroconn, Ilmenau, Germany). Как правило, доминирующая частота в ЭЭГ у взрослых людей находится в альфа-диапазоне (8-12 Гц) и может быть обнаружена как заметный пик в частотном спектре. Частота альфа варьируется в значительной степени от возраста, неврологического заболевания, производительности памяти, объема мозга и поставленных задач , а также зависит от генетических особенностей пациента. Поэтому используют индивидуальную частоту ЭЭГ-альфа, а не фиксированный частотный диапазон для того , чтобы определить частоту стимуляции и измерить коаксиальную модуляцию, индуцированную tACS.
Перед проведением стимуляции проводят tACS-тест, чтобы определить пороговые значения для фосфенов (визуальные вспышки) и порог ощущения кожи, вызванные tACS. Последующая tACS-стимуляция установливается ниже этих пороговых значений.
Лечение начинается с оценки индивидуальной частоты альфа-активности. Для этого пациенту предлагают расслабиться и закрыть глаза, пока спонтанная ЭЭГ записывается в течение 1 минуты. Физиотерапевты стараются избежать появление фосфенов, чтобы исключить потенциальные влияния сетчатки на эффекты кортикальной модуляции. С этой целью применяют стимуляцию tACS на индивидуальной альфа-частоте в течение 1 секунды за раз и затем постепенно увеличивают амплитуду на 250 мкА, начиная с 1000 мкА и достигали максимума 3000 мкА. Пациентов просят открыть глаза и определить место ощущение сенсации. Интенсивность стимуляции (1120 ± 489 мкА) поддерживается на уровне 250 мкА ниже нижнего порога для фосфенов или ощущений кожи. У некоторых пациентов начальная интенсивность стимуляции 1000 мкА вызывает ощущение со стороны кожи. В этих случаях интенсивность снижается ступенчато на 100 мкА до тех пор, пока не возникает ощущение покалывания . Полученная интенсивность стимуляции (800 мкА и 900 мкА соответственно) обычно на 100 мкА ниже индивидуального порога.
Как показывает ряд исследований, эндогенные колебания альфа-полосы могут быть "увлечены" неинвазивным tACS. Такое "увлечение" альфа-колебаний может быть использовано для специфической модуляции внутреннего состояния мозга и, следовательно, модулирования последующих перцептивных или когнитивных его характеристик. Применение tACS может даже использоваться в терапии психических расстройств. Отметим, что до настоящего времени в качестве потенциального терапевтического инструмента для лечения некоторых неврологических и психических расстройств сегодня применяется только tDCS ( стимуляция постоянным током). и, в частности, для лечения дефицита памяти у пациентов с инсультом , пациентов с болезнью Паркинсона, и пациентов, страдающих от болезни Альцгеймера. В принципе, tACS может применяться к пациентам по аналогии с хорошо установленными протоколами, используемыми с tDCS.
В литературе сообщалось, что для альфа-осцилляций появились данные о функциональной роли стабильных альфа-колебаний в механизмах памяти. Отметим, что здесь наблюдается аберрантная височно-теменная альфа-активность на ранней стадии болезни Альцгеймера (AD), предполагая, что амплитудная модуляция нейронных колебаний может быть значима для процессов памяти и зависит от выраженности симптомов болезни Альцгеймера.
Добавить комментарий