Транскраниальная стимуляция током (tDCS) для улучшения памяти

Целью этого видео является демонстрация транскраниального протокола стимуляции постоянного тока, который используется для улучшения памяти. Протокол был хорошо оценен в исследованиях здоровых участников и применим к исследованиям старения и деменции. Память играет жизненно важную роль в повседневном функционировании, поскольку она позволяет нам запоминать информацию о людях и местах, вспоминать прошлые события, изучать новые факты и навыки, а также принимать суждения и решения.

Здесь мы ориентируемся на рабочую и ассоциативную память. Рабочая память — это способность временно поддерживать и хранить информацию для непрерывной когнитивной обработки, такой как решение проблем или рассуждение. Ассоциативная память, с другой стороны, позволяет нам запоминать несколько фрагментов опыта или информации, связанных вместе.

Эти два типа памяти подчеркивают почти всю нашу повседневную деятельность. К сожалению, способности памяти являются одними из наиболее уязвимых функций, поскольку они снижаются с нормальным старением, а также из-за различных патологических состояний и состояний. Вот почему существует растущая потребность в новых подходах к профилактике и лечению снижения памяти.

Транскраниальная стимуляция током, tDCS для краткости - это неинвазивная техника стимуляции мозга, которая использует слабые электрические токи для модуляции активности мозга. Эффекты tDCS зависят от полярности. То есть анодальная стимуляция увеличивается, в то время как катодальная снижает возбудимость нейронов.

Таким образом, ожидается, что анодальный tDCS будет способствовать когнитивным функциям, которые зависят от целевых областей мозга. tDCS безопасен, очень терпим, экономичен и прост в использовании. Основными проблемами при использовании tDCS являются поиск оптимального протокола монтажа и стимуляции электродов, который будет производить надежные эффекты.

Чтобы модулировать память, нам нужно влиять на активность в кортикальной сети гиппокампа. Таким образом, анод размещается либо над дорсолатеральной префронтальной корой, либо над задней теменной корой как два наиболее заметных корковых узла сети. Наиболее обычным протоколом стимуляции является постоянный аналоговый ток между одной и двумя миллиамперами, который длится от 10 до 30 минут.

Предполагаемый механизм, лежащий в основе этого протокола, заключается в том, что электрод с положительным зарядом увеличит возбудимость подлежащей кортикальной ткани, что затем приведет к усилению последующей производительности памяти. В отличие от постоянного анодального tDCS, где интенсивность тока остается неизменной в течение всего периода стимуляции, интенсивность колебательного протокола tDCS тока колеблется на заданной частоте вокруг заданного значения. Поэтому этот тип протокола модулирует не только возбудимость, но и увлекает нейроколебания соответствующих областей мозга.

При планировании исследования tDCS на памяти исследователям необходимо тщательно рассмотреть реализацию фиктивного контроля в дизайне внутри или между субъектами, определяя адекватный размер выборки для достижения удовлетворительной мощности. Кроме того, важно разработать или выбрать адекватные показатели результатов, которые являются задачей памяти, которые являются фокусными, чувствительными, надежными и сложными для участников. Для каждой сессии tDCS следует подготовить следующие материалы.

Кроме того, желательно иметь протокольный лист, который представляет собой заполненную форму с основной информацией о сеансе и таблицу с заранее рассчитанными головными мерами, чтобы помочь с размещением электрода. Перед сессией tDCS проверьте, удовлетворяет ли участник критериям включения, определенным в этическом одобрении исследования. Попросите участников подписать информированное согласие.

Используйте эту возможность, чтобы объяснить основные аспекты процедуры, которую они будут проходить, и ответить на любые вопросы, которые могут возникнуть у участников. Посадите участника удобно в кресло и попросите заполнить контрольный список ощущений перед tDCS. В этом сеансе мы будем стимулировать правую заднюю темениетальную кору.

Сначала измерьте расстояние между назионом и инионом, проходящим через верхнюю часть головы. Отметьте расстояние на полпути маркером кожи тонкой линией. Затем измерьте расстояние между ушами, идущими над макушкой головы, и отметьте расстояние на полпути тонкой линией.

Вершина или Cz находится на пересечении двух средних линий. Снова измерьте расстояние назион-инион и запишите его как меру A.Обратите внимание на расстояние между ушами как на меру B.Запишите меры в листе протокола для каждого участника. Они могут быть использованы для проверки при принятии мер в последующих сессиях.

Переместите на 20% расстояния A назад от Cz, чтобы достичь Pz и отметить место. Переместите 20% расстояния B вправо от Cz до C4 и отметьте точку. Начиная с C4, идите назад параллельно линии иниона назиона.

Затем из Pz идите вправо, чтобы достичь области P4,20% вправо от Pz и 20% назад от C4, где вы найдете P4. Чтобы увеличить проводимость, отодвиньте волосы участника от места стимуляции. Используйте расчески и повязки для волос для участников с более длинными волосами. Осмотрите на наличие признаков повреждения кожи в местах стимуляции.

Избегайте размещения электродов над поврежденной кожей. Очистите поверхность кожи с помощью пропитанных спиртом ватных дисков и дайте ей высохнуть. Очистите щеку, где будет размещен возвратный электрод.

Наденьте силиконовый колпачок на голову участника и закрепите его подбородком. Используйте силиконовый ремешок, чтобы отрегулировать колпачок в соответствии с размером и формой головы участника, но не делайте его слишком плотным. Это будет сделано позже.

Замочите карманы губки солевым раствором. Губки должны быть влажными, но не капающими. Обычно достаточно от 10 до 15 миллилитров физиологического раствора на губку.

Поместите электроды внутрь губчатых карманов. Установите возвратный электрод на боковую щеку и отрегулируйте колпачок. Чтобы расположить анод, поместите губчатый электрод под силиконовый ремешок и закрепите, чтобы центр электрода был над отмеченным расположением головки.

Колпачок должен быть плотным, чтобы электроды не могли двигаться, но все же удобными для участника. Чтобы начать стимуляцию, включите устройство, выберите и запустите предопределенный протокол tDCS. Чтобы избежать неструктурированных действий, которые могут мешать эффектам стимуляции, рекомендуется легкое когнитивное взаимодействие во время tDCS.

Например, участники могут выполнять практические испытания когнитивной задачи или участвовать в легких играх на память во время стимуляции. Попросите участников сообщить, как они себя чувствуют несколько раз во время стимуляции. Когда протокол стимуляции будет завершен, выключите стимулятор, сначала удалите губчатые электроды, затем снимите силиконовый колпачок.

Попросите участника заполнить контрольный список ощущений после tDCS и сообщить о любых побочных эффектах, которые еще не перечислены. Очистите кожу на местах, где она была отмечена и осмотрите кожу на предмет каких-либо изменений. Чтобы стандартизировать оценку памяти среди участников, целесообразно использовать компьютеризированные задачи.

При проведении внутритемных экспериментов следует использовать строго параллельные формы заданий. Чтобы оценить успешность ослепления, попросите участника попытаться угадать сеанс, в котором они получили реальную и фиктивную стимуляцию. В соответствии с этическими принципами, участники должны быть подробно проработано после завершения их участия.

Вымойте губки проточной водой с мылом, чтобы солевой раствор полностью смыло. Используйте теплую воду и спирт для очистки всех многоразовых материалов, включая гребень, силиконовый колпачок и измерительную ленту. Когда дело доходит до рабочей памяти, наши результаты показали, что 20 минут праволобного tDCS улучшают вербальную память, в то время как тот же протокол стимуляции, применяемый над левой префронтальной корой, приводит к улучшению пространственных показателей.

Влияние теменной tDCS на ассоциативную память было последовательным и надежным. А именно, в серии экспериментов внутри субъекта было показано, что 20 минут tDCS над левой теменной корой улучшают память о лицах и ассоциациях слов. Подводя итог, можно сказать, что применение описанного протокола для анодальных tDCS, либо в стандартном, либо даже более продвинутом виде, таком как колебательная модуляция tDCS, обеспечивает средство для надежного усиления функций памяти.

Это позволяет иссследовать нейробиологию функциональных нейронных сетей, стоящих за функциями памяти. И его можно использовать и в клинических исследованиях.