経頭蓋直流電流刺激(TDCは)皮質の興奮性を調節するために確立された技術です。 1,2。それは皮質可塑性、容易な操作、および安全なプロファイルへの影響に起因する神経科学の調査ツールとして使用されています。 TDCはは有望な結果を示していることを一つの領域は、痛みの緩和です。 3月5日。
方法論記事
経頭蓋直流電流刺激(TDCは)皮質の興奮性を調節するために確立された技術です。 1,2。それは皮質可塑性、容易な操作、および安全なプロファイルへの影響に起因する神経科学の調査ツールとして使用されています。 TDCはは有望な結果を示していることを一つの領域は、痛みの緩和です。 3月5日。
経頭蓋直流電流刺激(TDCは)このメソッドは、皮質興奮性2を変更するには、非侵襲的で安全な代替手段を提供しているので集中的に過去10年間に研究されているテクニックです。 TDCはいずれかのセッションの効果は数分間続くこと、そしてその効果は刺激の極性に依存し、その陰極刺激では皮質の興奮性の低下を誘導するような、と陽極刺激での期間を超えて続くことがある皮質の興奮性の増加を誘発する刺激6。これらの効果は、精神神経疾患の様々なも臨床的に認知神経科学の探求とされている-複数の連続したセッション4上で適用される場合は特に。神経科学と臨床医の注目を集めている分野の一つは、痛みに関連した神経回路網の変調3,5のためのTDCはの使用です。痛みの研究の2つの主要な皮質領域の変調が検討されている:一次運動野と背外側前頭前皮質7。電極モンタージュの重要な役割のために、この記事では、我々は痛みでTDCは臨床試験のための電極配置のための別の選択肢を示し、刺激の各方法の長所と短所を議論している。
1。材料
ない局所麻酔薬と導電性ゴム電極、ポケット型穴あきスポンジ、頭の上に置かれた両方を、使用して:このガイドでは、最も典型的なTDCは、疼痛管理のためのセットアップを示しています。
2。測定
3。皮膚の準備
4。位置の電極
5。スタートTDCは
6。手続き後
7。代表的な結果:
適切なセットアップで、TDCはデバイスがいずれかの電流がアクティブTDCはの状況の間に流れている、または偽の刺激の手順( 図10)を実行しているときにデバイスが偽のモードを表示するように表示されるはずです。
注目すべきは、たとえ現在はシステムを介して流れていることを示す装置で、電流が実際に皮膚を通して分流されているかもしれません。この影響を避けるために、それは電極間の十分な距離を持っていることをお勧めします。モデリング研究によると、我々は、5x7cmの電極17を使用する場合は、少なくとも8センチメートルであることがことをお勧めします。
さらに、コンピュータのヘッドのモデル14および神経生理学的研究に相談することをお勧めします。これらの追加の手順は、特定のモンタージュを調査しているエリア内の皮質興奮性の大幅な変更に関連付けられていることを確実にするでしょう。
陽極刺激のための代表は私です。脳の興奮性のncreaseは、陰極刺激に対し、皮質興奮性の低下につながります。このための強固な証拠は、一次運動野( 図6)を標的とする臨床試験で明らかにされている。
電極の大きさのばらつきは、焦点の効果の変化につながる。電極の直径の減少と、より多くの局所刺激を達成することができます。これは、運動皮質を介してTMSを使用することによって証明することができます。一方で増加する電極の大きさで機能的には効果がない電極( 図8)を持つことが可能です。
20分以上のセッションの期間とし、連続した日間、複数のセッションと、TDCはの後の効果は長持ちします。この例では疼痛症候群の治療法です。
一つ重要な点は、参照電極の位置です。 extracephalic位置が選択されている場合、調査官は、誘導電流のピークを置換し、TDCはの効果を変更する可能性のある参照電極として電流分布に注意する必要があります。

図1。マテリアル

図2:頂点の位置。皮質領域は、10月20日システムによるとマーク。

図3:[後]頭骨とイニオン位置

図4:運動野の位置。皮質領域は、10月20日システムによるとマーク。

図5:DLPFC位置。 DLPFC =背外側前頭前皮質。皮質領域は、10月20日システムによるとマーク。

図6:電流の極性とTDCはモンタージュによる皮質興奮性の変化。表:モーターのサイズのTDCの刺激の誘発効果は、潜在的な(MEP)を誘発経頭蓋磁気刺激(TMS)で評価した。刺激後のMEP振幅は刺激せずにMEPのパーセントで与えられる。反対側は超軌道(FP2)モンタージュ設定陽極後のMEPサイズの大幅な増加と陰極刺激後のMEP振幅の減少につながる - 唯一の運動野(M1)があることに注意してください。他のTDCはモンタージュのMEP振幅に有意な影響はありません。図:電極のプレースメント6(ニッチェ2000から変更)。

図7:電極サイズ

図8:電極のサイズを小さくするには、TDCはの、より限局的効果につながる。筋肉誘発転小指(ADM)のと、陽極または陰極TDCは中に最初の背側骨間筋(FDI)の電位(MEP)の振幅の大きさを。 35センチメートル2電極の状態を使用して、陽極と陰極TDCは同程度にADMとFDIのMEPの振幅の大きさに影響を与えます。このモンタージュでは、両方の手の筋肉の表現の領域は、刺激電極の下に配置されています。のみADMの表象領域の上に配置されている小さな電極の場合に、皮質FDIの表現のMEP振幅の変化の効果が再現できない(黄色の列を参照してください)18(ニッチェ2007年より改変)。

図9:組織-依存する電流密度。電流密度は、異なる組織で計算。電流密度の大きさは、組織の導電率に依存しています。電流密度の約10%が灰白質19(ワーグナー2007Aから変更)に達することに注意してください。

図10:様々な刺激条件:アクティブ対偽。いくつかのTDCはデバイスがアクティブと偽の条件のセットアップを提供しています。通常適用される刺激は、光信号で示されます。
| 材料 |
| TDCはデバイス |
| 9Vバッテリー(2倍) |
| 2つのゴムのヘッドバンド |
| 二つの導電性ゴム電極 |
| 2枚のスポンジの電極 |
| ケーブル |
| NaCl溶液 |
| 測定テープ |
表1。マテリアル
| アノード電極の位置決め | カソード電極の位置決め | 観測 | 注意事項 |
| 一次運動野(M1) | スープラ軌道 | これは、最も使用されてモンタージュです。それは、皮質興奮性は40%6( 図6)まで変更できることが証明されています。神経細胞脱分極と増加神経細胞の興奮性の陽極刺激の結果陰極刺激では逆の結果6を有している間。 | 唯一の運動皮質が刺激される - 二国間の疼痛症候群のための問題がある可能性があります。また、上記軌道電極の交絡効果を考慮する必要があります。 |
| 一次運動野(M1) | 一次運動皮質 | - 興味深いアプローチモーター野(脳卒中などのように)の間に双方向の半球不均衡がある場合 - 陰極電極が例えば眼窩上の領域に配置されている2つの陽極刺激電極(6番目の行を参照)と共に使用できます。 | 電極が近すぎるシャントの各他の発行になるかもしれません。 電極の面積の減少は、皮膚19に沿って分流の度合いが大きくなります したがって、シャントはだけでなく、電極の位置決めにも、電極の大きさに関連している可能性があります。 組織の相対的な抵抗は、電流が流れると電極特性19に依存している電極の位置と大きさ-全体的な抵抗に依存している。 |
| 背外側前頭前皮質(DLPFC) | スープラ軌道 | うつ病20とも慢性的な痛み3の治療のための肯定的な結果-最もDLPFC刺激するのにも使用。 | のみ一方的DLPFC刺激のような状況では、このモンタージュで可能です。 |
| 背外側前頭 | 背外側前頭 | - 双方向半球不均衡が存在する興味深いアプローチ。 - 陰極電極が例えば眼窩上の領域に配置されている2つの陽極刺激の状況(6番目の行を参照)、のために使用することができます。 | 電極は19分流の互いに-問題に近すぎないか。 (2行目、4番目の列を参照してください)。 |
| 後頭部 | 頂点 | 慢性疼痛の臨床試験用または視覚野の変調のための興味深いアクティブ制御。 | アクティブなコントロールとして使用する場合、参照電極は、異なる場所、問題内と間実験的アプローチとの間の比較可能性の内に配置されています。 |
| 二つの陽極の電極、例えば、両方のモーター野 | スープラ軌道 | 皮質興奮性の同時変化 | Transcallosal阻害は、交絡因子21を追加する場合があります |
| 皮質のターゲット上の一方の電極、例えば、一次運動野(M1) | エクストラ頭蓋 | 脳7の反対の極性を持つ2つの電極の交絡影響を避ける。 | 目的のターゲットに応じて、電流分布が最適では、したがって、効果のない刺激22を誘発しないことがあります |
表2。電極の位置決め7
注:様々な電極位置の違いが異なる電界の方向に起因するさまざまな神経細胞集団の活性化になるかもしれないということが可能です。
重要なステップ:
開始手続きの前にチェックする側面:
両方 - アクティブまたは偽- TDCは中に常に対象がまだ快適に感じていると手続きを続行できるかどうかを尋ねる。
実行可能な変更:
慢性的な痛みで、TDCはを使用するための理論的根拠:
複数の治療薬理学的治療法は、慢性疼痛患者のための唯一のささやかな救済を提供するという事実は、この衰弱性疾患の持続性の原因は、痛みに関連する神経回路網におけるプラスチックの変化の中で潜んでいるかもしれないという可能性を発生させます。興味深いことに、皮質活動の変調がTDCはで非侵襲的に達成することができる、などの皮質可塑性の変化による慢性疼痛の持続的な治療効果を生成するために報告されている、以前に説明した。
慢性的な痛みのTDCはの臨床効果:
それは、運動皮質に適用されるTDCは、ローカルの皮質興奮性( 図6)6 を変更することが示されている。より正確には、神経細胞の興奮性の増加に陽極刺激の結果、陰極刺激では逆の結果6を持っているのに対し。確かに、M1以上の陽極TDCはアプリケーションでは、偽のTDCはより視覚的アナログスケール(VAS)の痛みの定格のより大きな改善につながります。 M1刺激後の痛みに対するこの治療効果は、一時的なものの、三叉神経痛、脳卒中後疼痛症候群31、背中の痛み、線維筋痛症32のような神経障害性疼痛症候群の患者のいくつかのグループに再現された。興味深いことに、脊髄損傷による神経因性疼痛、、TDCはによる運動皮質の刺激で臨床試験は、痛みの改善と刺激の後二週間続いた累積鎮痛効果を示した。偽の刺激、そして同様にDLPFC 33の刺激と比較してM1の陽極TDCはのためのフォローアップの三週間後にまだ重要である線維筋痛症患者における鎮痛効果33の証拠もある。痛みの改善のためのDLFPC以上陽極TDCはの効果が広く検討されていないが、それはそれは健康な被験者34に疼痛閾値を調節するために使用することができることが示された。それにもかかわらず、この脳領域の刺激がアルツハイマー病9でメモリのタスクのパフォーマンスを向上させ、例えば大幅に35を手掛り引き起こした喫煙への渇望を減らし、作業メモリ10を高めるための信頼できる手法であるため、これが有用な戦略になるかもしれないことも考えられるには、慢性疼痛患者の痛みの処理に関連する情動 - 感情認知ネットワークを変調する。
ダシルバAFはこのレビューを完了するにはCTSAハイテク資金助成金、ミシガン大学から資金援助を受けた。ヴォルツMSは、財団シャリテからの助成金の奨学金によって運営されている。
このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト
許可をリクエスト