Транскраниальная стимуляция случайным шумом
| Транскраниальная стимуляция случайным шумом | |
|---|---|
| Другие имена | ТРНС |
Транскраниальная стимуляция случайным шумом ( tRNS ) — это неинвазивный метод стимуляции мозга и форма транскраниальной электрической стимуляции (tES). Терней и др. из Геттингенского университета были первой группой, которая применила тРНС у людей в 2008 году. Они показали, что при использовании переменного тока со случайной амплитудой и частотой (от 0,1 до 640 Гц) у здоровых людей возбудимость моторной коры увеличивалась (т.е. увеличение амплитуды двигательных вызванных потенциалов ) на срок до 60 минут после 10 минут стимуляции. В исследование были включены все частоты до половины частоты дискретизации (1280 выборок/с), т.е. 640 Гц, однако положительный эффект ограничивался только более высокими частотами. Хотя тРНС продемонстрировал положительные эффекты в различных исследованиях, оптимальные параметры, а также потенциальные клинические эффекты этого метода остаются неясными. [1]
Механизм действия
[ редактировать ]Физиологические механизмы, лежащие в основе эффектов тРНС, недостаточно известны. [1] однако было предложено много гипотез.Выраженные изменения возбудимости коры, наблюдаемые после тРНС, можно объяснить повторным открытием натриевых каналов и изменением кинетики их активации и инактивации. [2] или к повышенной чувствительности нейронных сетей к модуляции. тРНС может влиять на корковые колебания, приводя к изменению возбудимости. Эти предложенные механизмы согласуются с наблюдением, что изменение полярности электродов в тРНС не мешает увеличению корковой возбудимости, предполагая, что корковая возбудимость, индуцированная тРНС, не зависит от направления тока. [3]
Поскольку tRNS представляет собой повторяющуюся, случайную и подпороговую стимуляцию, предполагается, что tRNS вызывает прямое временное суммирование нейронной активности, поскольку постоянная времени нейрона достаточно велика, чтобы обеспечить суммирование двух стимулов, представленных в тесной последовательности.
Эффекты тРНС также можно объяснить в контексте явления стохастического резонанса . tRNS по определению является стимуляцией, вызывающей незавершенную случайную активность в системе (т. е. шум). Наличие нейронного шума может повысить чувствительность нейронов к заданному диапазону слабых входных сигналов. [4] [5]
Сравнение с другими методами ТЭС
[ редактировать ]
Транскраниальная электростимуляция (тЭС) обычно включает в себя следующие методы:
- Транскраниальная стимуляция переменным током (ТАКС)
- Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)
- Транскраниальная стимуляция случайным шумом (тРНС)
- Транскраниальная импульсная токовая стимуляция (ТПКС)
Стимуляция tRNS отличается от tDCS тем, что вместо постоянной подачи постоянного тока уровни тока генерируются случайным образом с нормальным распределением вокруг определенной средней интенсивности. Другие параметры, связанные с электродами стимуляции, такие как положение и размер, аналогичны tDCS.По сравнению с tDCS, tRNS также имеет то преимущество, что он более удобен, что делает его потенциально выгодным для постановочных и слепых исследований .tRNS легче ослепить, чем tDCS, поскольку порог восприятия 50% для tDCS составляет 400 мкА, тогда как в случае tRNS этот порог составлял 1200 мкА. [6]
tACS (транскраниальная стимуляция переменным током) — это метод частотно-специфичной стимуляции, который, как полагают, также влияет на колебательную активность нейронов. Этот метод отличается от tRNS тем, что синусоидальный ток подается с фиксированной частотой, а не со случайно представленным диапазоном частот. Часто tACS применяется на частотах, которые отражают преобладающие диапазоны частот, наблюдаемые на ЭЭГ в различных областях мозга. [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Кадош, Рой Коэн (1 июня 2014 г.). Стимулированный мозг: улучшение когнитивных функций с помощью неинвазивной стимуляции мозга . Эльзевир. ISBN 9780124047129 – через Google Книги.
- ^ Ремедиос, Леонардо; и др. (2019). «Влияние кратковременной случайной шумовой электрической стимуляции на диссоциированные пирамидные нейроны коры головного мозга». Нейронаука . 404 : 371–386. doi : 10.1016/j.neuroscience.2019.01.035 .
- ^ Паулюс, Вальтер (1 октября 2011 г.). «Методы транскраниальной электростимуляции (tES – tDCS; tRNS, tACS)». Нейропсихологическая реабилитация . 21 (5): 602–617. дои : 10.1080/09602011.2011.557292 . ПМИД 21819181 . S2CID 3059447 .
- ^ Уидобро, Наели; и др. (2018). «Оптогенетическая шумовая фотостимуляция мозга усиливает реакцию соматосенсорных импульсов». Письма по неврологии . 664 : 51–57. дои : 10.1016/j.neulet.2017.11.004 .
- ^ Миниусси, Карло; Харрис, Джастин А.; Руццоли, Мануэла (1 сентября 2013 г.). «Моделирование неинвазивной стимуляции мозга в когнитивной нейробиологии» (PDF) . Neurosci Biobehav Rev. 37 (8): 1702–1712. doi : 10.1016/j.neubiorev.2013.06.014 . ПМИД 23827785 . S2CID 4511367 .
- ^ Амбрус, Геза Гергели; Паулюс, Уолтер; Антал, Андреа (1 ноября 2010 г.). «Пороги кожного восприятия методов электростимуляции: сравнение tDCS и tRNS». Клин Нейрофизиол . 121 (11): 1908–1914. дои : 10.1016/j.clinph.2010.04.020 . ПМИД 20471313 . S2CID 12693277 .
- ^ Меулен, Рууд тер; Мохаммед, Ахмед; Холл, Уэйн (2 марта 2017 г.). Переосмысление когнитивного улучшения . Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780198727392 – через Google Книги.