Транскраниальная стимуляция переменным током (tACS), которая включает транскраниальное применение слабых синусоидальных электрических токов, идеально подходит для решения ряда задач в области нейробиологии, поскольку она модулирует эндогенную электрическую активность , улучшает когнитивные функции, и обеспечивает реабилитационный процесс при ряде неврологических заболеваний. Однако, полный механизм взаимодействия нейрональных и когнитивных эффектов tACS, по-прежнему, нуждается в экспликации, включая , как теоретический вклад в исследованиях tACS, так и развитие или более совершенствование более адаптивных режимов нейроуправления. Представляет интерес роль осциллирующей нейронной активности в функционировании когитивной сферы, прежде чем выделить один какой - либо потенциальный путь, посредством которого осуществляется взаимодействие между tACS и эндогенными колебаниями на сетевом уровне ( сети нейронов).
Синхронные колебания активности больших популяций нейронов, регистрируемые как флуктуации потенциалов электрического поля, представляют собой высокоорганизованную форму активности мозга . Конкретные колебания частоты возникают в зависимости от сложности решаемой задачи, области ( региона) и состояния мозга и, как полагают, отражают структурные и функциональные особенности активных нейронных сетей, опосредующих локальные и отдаленные корковые функции, а также и их когнитивные проявления. Например, альфа-колебания (8-12 Гц) над затылочно-париетальными отделами коры, облегчают подавление визуальной обработки, не зависящей от решаемой задачи , а усиленная синхронизация колебаний между лобными и теменными областями в нескольких полосах частот считается критической для ориентации внимания и поддержания рабочей памяти . Важно отметить, что для патофизиологических процессов нескольких неврологических и психиатрических состояний характерны изменения осцилляторной активности .
Несмотря на то, что токи , применяемые в tACS генерируют колебания изменяя скорости отдельных выспышек нейронов , их взаимодействие с более крупными ансамблями остается не ясным. Тем не менее, две механистические гипотезы были получены из исследований поведения животных, решения задач на вычисление человеко. Было показано: (1) что в определенных ситуациях tACS может блокировать эндогенную колебательную активность по своей частоте и фазе («увлечение); и (2) что она может усилить активность сети путем стимуляции на ее «естественной» частоте («резонанс»). Тем не менее, характер и степень, при которой поведенческие и электрофизиологические эффекты tACS зависят от этих взаимодействий, остается неясными.
Представляет интерес синхронизация частоты и фазы активности нейронов с внешними стимулами, такими как ритмическая визуальная стимуляция или активность в других модулях мозга. В поддержку того, что tACS модулирует эндогенную активность слабыми переменными токами были получены данные сдвига частоты и фазы вспышек нейронов в естественных условиях, в пробирке , а также в математических моделях . Предполагается, что мощность колебаний может влиять на поведение. Эта теория была подтверждена двумя исследованиями , первое из которых сообщило об увеличении эндогенной париетально-затылочной альфа-мощности во время альфа-tACS на те же регионы, отметив, что определенные фазы tACS коррелируют с улучшенной точностью в решении визуальной задачи. Во втором - сообщалось, что индуцирование ясных сновидений возрастает с увеличением эндогенной фронто-временной активности при 25 и 40 Гц и при стимуляции 25 и 40 Гц. В литературе встречаются сообщения о снижении времени реакции при решении задач на активацию рабочей памяти в течение 6 Гц tACS на левые префронтальные и теменные отделыв коры с выравниванием фазы 0 ° («фазические») и увеличение времени реакции при tACS с выравниванием по фазе 180 ° («антифазическое») .
Добавить комментарий