Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) w celu poprawy pamięci

Celem tego filmu jest zademonstrowanie protokołu przezczaszkowej stymulacji prądem stałym, który jest używany do poprawy pamięci. Protokół został dobrze oceniony w badaniach z udziałem zdrowych uczestników i ma zastosowanie również w badaniach nad starzeniem się i demencją. Pamięć odgrywa istotną rolę w codziennym funkcjonowaniu, ponieważ umożliwia nam zapamiętywanie informacji o ludziach i miejscach, przypominanie sobie minionych wydarzeń, poznawanie nowych faktów i umiejętności, a także dokonywanie osądów i decyzji.

Tutaj skupiamy się na pamięci roboczej i asocjacyjnej. Pamięć robocza to zdolność do tymczasowego utrzymywania i przechowywania informacji do ciągłego przetwarzania poznawczego, takiego jak rozwiązywanie problemów lub rozumowanie. Z drugiej strony pamięć asocjacyjna pozwala nam zapamiętać wiele powiązanych ze sobą doświadczeń lub informacji.

Te dwa rodzaje pamięci leżą u podstaw prawie wszystkich naszych codziennych czynności. Niestety, zdolności pamięciowe są jednymi z najbardziej wrażliwych funkcji, ponieważ pogarszają się wraz z normalnym starzeniem się, a także z powodu różnych stanów i stanów patologicznych. Dlatego też rośnie zapotrzebowanie na nowatorskie podejścia do zapobiegania i leczenia zaburzeń pamięci.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym, w skrócie tDCS, to nieinwazyjna technika stymulacji mózgu, która wykorzystuje słabe prądy elektryczne do modulowania aktywności mózgu. Efekty tDCS są zależne od polaryzacji. Oznacza to, że stymulacja anodowa wzrasta, podczas gdy katodowa zmniejsza pobudliwość neuronów.

Dlatego oczekuje się, że anodowy tDCS będzie promował funkcje poznawcze, które opierają się na docelowych regionach mózgu. tDCS jest bezpieczny, wysoce tolerowany, opłacalny i łatwy w użyciu. Głównym wyzwaniem związanym z zastosowaniem tDCS jest znalezienie optymalnego protokołu montażu elektrod i stymulacji, który zapewni niezawodne efekty.

Aby modulować pamięć, musimy wpływać na aktywność w obrębie korowej sieci hipokampa. Tak więc anoda jest umieszczana albo nad grzbietowo-boczną korą przedczołową, albo tylną korą ciemieniową jako dwa najbardziej widoczne węzły korowe sieci. Najczęstszym protokołem stymulacji jest stały prąd analogowy o natężeniu od jednego do dwóch miliamperów, który trwa od 10 do 30 minut.

Zakładany mechanizm stojący za tym protokołem polega na tym, że elektroda z ładunkiem dodatnim zwiększy pobudliwość leżącej pod spodem tkanki korowej, co z kolei spowoduje poprawę późniejszej wydajności pamięci. W przeciwieństwie do stałego anodowego tDCS, gdzie natężenie prądu pozostaje takie samo przez cały okres stymulacji, oscylacyjna intensywność prądu w protokole tDCS waha się z zadaną częstotliwością wokół ustalonej wartości. Dlatego ten rodzaj protokołu moduluje nie tylko pobudliwość, ale także porywa oscylacje nerwowe odpowiednich obszarów mózgu.

Planując badanie tDCS na pamięci, naukowcy muszą dokładnie rozważyć wdrożenie kontroli pozorowanej w projekcie wewnątrzobiektowym lub międzyobiektowym, określając odpowiednią wielkość próby, aby osiągnąć zadowalającą moc. Ponadto ważne jest, aby opracować lub wybrać odpowiednie miary wyników, czyli zadania pamięciowe, które są ogniskowe, wrażliwe, niezawodne i stanowią wyzwanie dla uczestników. Na każdą sesję tDCS powinny być przygotowane następujące materiały.

Dodatkowo wskazane jest posiadanie karty protokołu, która jest formularzem do wypełnienia z podstawowymi informacjami o sesji oraz tabelą z wyliczonymi wcześniej wymiarami głowicy, które mają pomóc w umieszczeniu elektrod. Przed sesją tDCS sprawdź, czy uczestnik spełnia kryteria włączenia określone w etycznej zgodzie na badanie. Poproś uczestników o podpisanie świadomej zgody.

Skorzystaj z okazji, aby wyjaśnić podstawowe aspekty procedury, którą zostaną poddani i odpowiedzieć na wszelkie pytania, jakie mogą mieć uczestnicy. Posadź uczestnika wygodnie na krześle i poproś o wypełnienie listy kontrolnej doznań przed tDCS. Podczas tej sesji będziemy stymulować prawą tylną korę ciemieniową.

Najpierw zmierz odległość między nasionami a inionami przechodzącymi przez czubek głowy. Zaznacz połowę dystansu markerem skóry cienką linią. Następnie zmierz odległość między uszami przechodzącymi przez czubek głowy i zaznacz połowę odległości cienką linią.

Wierzchołek lub Cz znajduje się na przecięciu dwóch linii środkowych. Zmierz ponownie odległość między uszami i zanotuj ją jako miarę A.Zanotuj odległość między uszami jako miarę B.Zapisz miary w arkuszu protokołu dla każdego uczestnika. Można je wykorzystać do sprawdzenia przy podejmowaniu działań w kolejnych sesjach.

Przesuń się o 20% odległości A do tyłu od Cz, aby dotrzeć do Pz i zaznaczyć miejsce. Przesuń 20% odległości B w prawo od Cz do C4 i zaznacz miejsce. Zaczynając od C4, idź do tyłu równolegle do linii nasion inion.

Następnie od Pz idź w prawo, aby dotrzeć do obszaru P4.20% w prawo od Pz i 20% do tyłu od C4 to miejsce, w którym znajdziesz P4.To zwiększyć przewodnictwo, odsunąć włosy uczestnika od miejsca stymulacji. Użyj grzebienia i opasek do włosów dla uczestników z dłuższymi włosami. Sprawdź, czy w miejscach stymulacji nie ma oznak uszkodzenia skóry.

Unikaj umieszczania elektrod nad uszkodzoną skórą. Oczyść powierzchnię skóry za pomocą wacików nasączonych alkoholem i pozostaw do wyschnięcia. Oczyść policzek, w którym zostanie umieszczona elektroda powrotna.

Załóż silikonową nasadkę na głowę uczestnika i zabezpiecz ją paskiem pod brodą. Użyj silikonowego paska, aby dopasować nasadkę do rozmiaru i kształtu głowy uczestnika, ale nie rób jej zbyt ciasno. Zostanie to zrobione później.

Namocz kieszenie gąbki roztworem soli fizjologicznej. Gąbki powinny być wilgotne, ale nie kapiące. Zwykle wystarczy od 10 do 15 mililitrów roztworu soli na gąbkę.

Umieść elektrody w kieszeniach na gąbkę. Umieść elektrodę powrotną na policzku bocznym i wyreguluj nasadkę. Aby ustawić anodę, umieść elektrodę gąbkową pod silikonowym paskiem i upewnij się, że środek elektrody znajduje się nad zaznaczonym miejscem głowy.

Nasadka powinna być szczelna, aby elektrody nie mogły się poruszać, ale nadal wygodna dla uczestnika. Aby rozpocząć stymulację, włącz urządzenie, wybierz i uruchom predefiniowany protokół tDCS. Aby uniknąć nieustrukturyzowanych działań, które mogą zakłócać efekty stymulacji, wskazane jest lekkie zaangażowanie poznawcze podczas tDCS.

Na przykład, uczestnicy mogą wykonywać próby praktyczne zadania poznawczego lub angażować się w łatwe gry pamięciowe podczas stymulacji. Poproś uczestników, aby wielokrotnie opowiedzieli, jak się czują podczas stymulacji. Po zakończeniu protokołu stymulacji wyłącz stymulator, najpierw wyjmij elektrody gąbkowe, a następnie zdejmij silikonową nasadkę.

Poproś uczestnika o wypełnienie listy kontrolnej odczuć po tDCS i zgłoszenie wszelkich skutków ubocznych, które nie zostały jeszcze wymienione. Oczyść skórę w miejscach, w których została zaznaczona i sprawdź skórę pod kątem ewentualnych zmian. Aby ustandaryzować ocenę pamięci u uczestników, zaleca się stosowanie zadań komputerowych.

W przypadku przeprowadzania eksperymentów wewnątrzobiektowych należy stosować ściśle równoległe formy zadań. Aby ocenić skuteczność zaślepienia, poproś uczestnika, aby spróbował odgadnąć sesję, w której otrzymał prawdziwą i pozorowaną stymulację. Zgodnie z wytycznymi etycznymi, uczestnicy powinni zostać szczegółowo poinformowani po zakończeniu ich zaangażowania.

Umyj gąbki pod bieżącą wodą z mydłem, aby roztwór soli został całkowicie zmyty. Używaj ciepłej wody i alkoholu do czyszczenia wszystkich materiałów wielokrotnego użytku, w tym grzebienia, silikonowej nasadki i taśmy mierniczej. Jeśli chodzi o pamięć roboczą, nasze wyniki wykazały, że 20 minut prawego czołowego tDCS poprawiło pamięć werbalną, podczas gdy ten sam protokół stymulacji zastosowany na lewej korze przedczołowej skutkował lepszą wydajnością przestrzenną.

Wpływ ciemieniowego tDCS na pamięć asocjacyjną był spójny i solidny. Mianowicie, w serii eksperymentów wewnątrzobiektowych wykazano, że 20 minut tDCS nad lewą korą ciemieniową poprawia pamięć twarzy i skojarzenia słów. Podsumowując, można powiedzieć, że zastosowanie opisanego protokołu dla anodowego tDCS, zarówno w standardzie, jak i jeszcze bardziej w jego zaawansowanej formie, takiej jak oscylacyjna modulacja tDCS, zapewnia środki do niezawodnego ulepszania funkcji pamięci.

Pozwala to na badanie neurobiologii funkcjonalnych sieci neurologicznych odpowiedzialnych za funkcje pamięciowe. Może być również stosowany w badaniach klinicznych.