Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) относится к неинвазивной технике стимуляции мозга, в которой используется электрический ток для воздействия на активность коры головного мозга. Идея заключается в том, что, увеличивая или уменьшая активность определенных областей мозга, определенные функции мозга могут быть усилены или подавлены. Если это правда, это может открыть ряд новых и интересных возможностей для лечения различных заболеваний или даже для улучшения определенных когнитивных функций — но что на самом деле говорит современная наука о безопасности tDCS? Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой интригующей технике стимуляции мозга, о том, как она может работать, каковы потенциальные риски и опасности, связанные с использованием самодельных устройств!
Что такое ТДКС?
Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) представляет собой неинвазивный метод стимуляции головного мозга. Он включает в себя использование постоянного электрического тока низкой интенсивности для модуляции активности мозга в определенных областях коры. Кора — это самый внешний слой мозга, который играет ключевую роль во многих разнообразных когнитивных функциях, связанных с памятью, вниманием, абстрактным мышлением, языком и многим другим.
Практика использования электричества для стимуляции мозга восходит к более древним временам, чем вы думаете, хотя ее зарождение приняло более грубую форму, чем текущие протоколы, используемые в исследованиях сегодня. Первое свидетельство транскраниальной стимуляции пришло из Римской империи, когда Скрибоний Ларгус, римский врач, описал, как размещение живых торпед (тип луча, способного излучать электричество) на голову пациента может (предположительно) облегчить головную боль [1].
Первым, кто применил стимуляцию постоянным током в клинических условиях, был Джованни Альдини, который в начале 19 века предположительно использовал эту технику для лечения пациента с большим депрессивным расстройством — по крайней мере, по словам самого Альдини [2].
tDCS позже стала популярной среди немецких психиатров в конце 19-го века для лечения пациентов с психозами, но из-за непоследовательности процедур, нечетких описаний лечения и непонимания некоторых аспектов tDCS результаты этих исследований были либо неубедительны или крайне противоречивы. Это привело к отказу от tDCS в 1930-х годах, пока от него ненадолго не появилось в 1960-х годах, прежде чем от него снова отказались — на этот раз, вероятно, из-за появления новых психиатрических препаратов, которые (как считалось) сделали tDCS ненужным.
Наконец, только в конце 20-го века tDCS снова появился, и за последние два десятилетия или около того было проведено значительное количество новых клинических исследований.
tDCS — это метод неинвазивной стимуляции мозга, в котором используется постоянный ток низкой интенсивности для воздействия на области коры головного мозга.
Как работает tDCS?
tDCS включает в себя размещение одного электрода на голове или скальпе над областью мозга, которую нужно стимулировать, и другого электрода на голове или шее с противоположной стороны, а затем пропускание тока через них, чтобы либо увеличить, либо уменьшить активность основного область мозга. Иногда электроды сначала замачивают в соленой воде, чтобы повысить их способность проводить электрический ток, но это не всегда необходимо.
Электроды чаще всего размещают над моторной корой, областью коры головного мозга, которая отвечает за планирование и выполнение произвольных движений. Однако в последние годы было проведено больше исследований со стимуляцией дорсолатеральной префронтальной коры (ДЛПФК).
Хотя точная сила тока может варьироваться от исследования к исследованию, несколько типичный диапазон настроек, как правило, находится в пределах 1-2 миллиампер (мА), применяемых в течение примерно 20 минут или менее за один раз [3].
Существует два типа стимуляции: анодная или катодная. Основное различие между ними заключается в их влиянии на уровень мозговой активности (возбудимость нейронов) в области коры под местом стимуляции. В целом анодная стимуляция повышает возбудимость нейронов, через которые проходит ток, тогда как катодная стимуляция снижает возбудимость стимулируемой области.
tDCS включает размещение одного электрода на стимулируемой области головы, а другого электрода — на противоположной стороне. Предполагается, что ток, протекающий между двумя электродами при включении устройства, изменяет активность мозга.
Возможные механизмы действия
Одним из наиболее хорошо изученных эффектов tDCS является его предполагаемая способность влиять на «мембранный потенциал» нейронов в определенных частях мозга [4]. Мембранный потенциал представляет собой разницу в заряде между внутренней частью клетки и жидкостью вне клетки, при этом типичный нейрон имеет потенциал покоя около -70 мВ. Когда мембранный потенциал увеличивается (становится более отрицательным), нейрон возбуждается с большей готовностью (что часто называют повышенной возбудимостью), а когда он уменьшается, нейрон становится менее возбудимым.
Анодная стимуляция будет иметь тенденцию к увеличению мембранного потенциала, тем самым повышая возбудимость пораженных нейронов, тогда как катодная стимуляция, как правило, снижает мембранный потенциал, тем самым уменьшая возбудимость области-мишени [4].
В то время как электрические и физические механизмы стимуляции достаточно хорошо изучены, точный способ, которым эти механизмы могут производить заметные когнитивные или психологические эффекты, остается в значительной степени неизвестным. Однако было предложено несколько возможностей.
Сообщалось, что в некоторых случаях эффекты tDCS сохраняются до нескольких месяцев после первоначального использования терапии. Это может указывать на то, что по крайней мере некоторые из описанных эффектов tDCS могут быть частично опосредованы нейропластичностью (способностью мозга реорганизовывать связи между нейронами с течением времени).
Тем не менее, в большинстве исследований, которые были проведены на tDCS, не проводилось долгосрочное наблюдение, чтобы увидеть, как долго длился их эффект, а в некоторых других исследованиях, в которых это было сделано, сообщалось только о временных или более краткосрочных эффектах. В дополнение к поднятию вопросов о том, оказывает ли tDCS какое-либо значимое долгосрочное влияние на функцию мозга, эти противоречивые результаты также ставят под сомнение, действительно ли долгосрочная нейропластичность может быть вообще связана с ее потенциальными эффектами.
Ученые считают, что tDCS может изменять мембранный потенциал, который влияет на возбудимость нейронов.
Другие предполагаемые механизмы tDCS включают [4]:
- Стимулирование высвобождения мозгового нейротрофического фактора (BDNF), белка, который помогает расти и создавать новые нейроны и связи в мозге (процесс, называемый нейрогенезом).
- Стимулирование высвобождения нейротрансмиттера дофамина во всем мозге, особенно в префронтальной коре.
- Стимулирование создания и активности нервных стволовых клеток (НСК), которые могут дополнительно поддерживать нейрогенез и синаптическую пластичность во всем мозге.
Однако важно отметить, что эти эффекты непосредственно не изучались и не наблюдались у людей, поэтому они остаются чисто спекулятивными до тех пор, пока не будет проведено гораздо больше дополнительных исследований.
Также предполагается, что tDCS увеличивает нейрогенез, уровень дофамина и синаптическую пластичность, но это не подтверждено.
Безопасна ли tDCS?
Обзор данных о безопасности, полученных в результате исследований
Хотя некоторые исследования могут говорить об обратном, правда в том, что общая безопасность tDCS относительно неизвестна.
Например, почти все отдельные исследования безопасности tDCS рассматривали только очень специфические формы стимуляции (например, определенные напряжения, приложенные к определенным частям мозга) [5].
Еще одно важное ограничение, о котором следует помнить, заключается в том, что в подавляющем большинстве исследований рассматривается только «краткосрочная» безопасность: обычно это означает проверку побочных эффектов только в течение нескольких часов или дней с момента использования. Однако это означает, что большинство исследований не проверяют возможность более тонких, «длительных» или «хронических» побочных эффектов tDCS.
Наконец, еще одно серьезное ограничение заключается в том, что когда речь идет о клинических исследованиях tDCS, «безопасность» очень часто определяется просто как «не имеет каких-либо сразу очевидных и серьезных побочных эффектов» [6]. Обратите внимание, что это не совсем то же самое, о чем, вероятно, думает средний человек, когда он думает о чем-то как о «безопасном», что обычно больше связано как с краткосрочными, так и с долгосрочными рисками и опасностями!
Поэтому, хотя вы можете найти некоторые исследования, в которых утверждается, что tDCS «безопасен», реальность такова, что эти исследования не применяются так широко, как может показаться на первый взгляд. В конце концов, если вы не сможете найти исследование, в котором конкретно проверялась безопасность точно такого же протокола стимуляции, который вы сами используете, и если это было долгосрочное исследование, в котором также проводилось последующее тестирование любого потенциально длительного — длительные побочные эффекты — тогда безопасность любого конкретного протокола tDCS следует считать неизвестной.
Профессиональная tDCS против «домашней» или «сделай сам»
Еще одна очень важная вещь, о которой следует помнить, заключается в том, что tDCS должен назначаться только квалифицированным специалистом в условиях надлежащего контроля.
К сожалению, многие люди пытаются использовать tDCS на себе, создавая свои собственные устройства. Это особенно касается сообщества «ноотропов», где люди часто используют экспериментальные добавки, соединения и методы, чтобы попытаться улучшить свои собственные когнитивные способности или потенциал. Этот подход «домашнего пивоварения» или «DIY» («Сделай сам») может быть сопряжен со многими потенциальными рисками и опасностями.
Одна из этих опасностей заключается в недостаточно точном контроле уровней напряжения и/или тока. Это означает, что человек может на самом деле не знать наверняка, какой уровень стимуляции он оказывает своему мозгу, что может привести к риску нежелательных эффектов или других побочных реакций. В особо тяжелых случаях использование самодельного устройства tDCS может привести даже к поражению электрическим током, ожогам и другим вредным последствиям.
Еще одним серьезным недостатком использования устройств tDCS «Сделай сам» является отсутствие надлежащего размещения электродов. Ученые, которые разрабатывают и проводят эксперименты с tDCS, чрезвычайно хорошо осведомлены об анатомии и функциях мозга, и поэтому они очень обдумывают, где именно они нацеливают свою стимуляцию tDCS, а также насколько она сильна и какова продолжительность сеансов стимуляции.
Людям, которые пытаются применить tDCS к себе, часто не хватает этих знаний, что, по сути, означает, что они просто случайным образом стимулируют какую-то часть своего мозга, надеясь получить определенный когнитивный эффект! Ясно, что это крайне маловероятно, кроме как по чистой случайности.
Таким образом, единственный способ обеспечить надлежащее администрирование tDCS — найти квалифицированного специалиста. Хотя эта практика еще не очень широко распространена, часто можно найти местные группы практикующих врачей или других специалистов-исследователей в области психического здоровья, которые предлагают эту услугу населению. Поэтому, если вы заинтересованы в том, чтобы попробовать tDCS самостоятельно, мы рекомендуем провести небольшое исследование, чтобы найти местных профессионалов — в противном случае мы не рекомендуем пробовать это самостоятельно дома.
tDCS должен проводиться только обученными экспертами. Устройства, сделанные своими руками, сопряжены со многими потенциальными рисками и опасностями.
Побочные эффекты и другие потенциальные риски tDCS
Сообщенные побочные эффекты
Поскольку tDCS — это широкая категория, которая применяется ко многим различным уровням напряжения и тока, а также ко многим различным специфическим участкам стимуляции в головном мозге, трудно прийти к каким-либо общим выводам об общей безопасности tDCS в целом.
С положительной стороны, авторы одного крупномасштабного обзора предположили, что — теоретически — большинство известных опасностей применения электрической стимуляции к голове и коре должны быть связаны с уровнями электрического тока, которые обычно намного выше, чем обычно. используется во время большинства протоколов tDCS [6].
Хотя это немного обнадеживающая новость, факт остается фактом: безопасность множества различных индивидуальных протоколов tDCS специально или напрямую не изучалась, и поэтому в настоящее время невозможно прийти к какому-либо твердому или окончательному выводу о общая безопасность этого метода стимуляции мозга в целом.
Это общее отсутствие информации о безопасности также означает, что мы не знаем столько, сколько должны, о потенциальных побочных эффектах, связанных с tDCS.
Тем не менее, основываясь на некоторых предварительных исследованиях, некоторые из потенциальных побочных эффектов использования tDCS могут включать [7, 8]:
- Головные боли
- Тошнота
- Усталость
- Бессонница/другие проблемы со сном
- Длительное ощущение зуда и/или «покалывания»
- Ожоги кожи или стойкие «жжения» (даже при отсутствии какого-либо «настоящего» ожога кожи)
Хотя и реже, иногда сообщалось о ряде более серьезных побочных эффектов, таких как [5, 8]:
- Судороги
- Психотические симптомы
Кроме того, некоторые предварительные данные свидетельствуют о том, что люди с ранее существовавшими расстройствами настроения (такими как депрессия) или другими психическими состояниями могут подвергаться особенно высокому риску возникновения этих более серьезных побочных эффектов [5, 8].
Некоторые исследователи также выразили обеспокоенность тем, что tDCS может повредить кардиостимуляторы. Хотя некоторые исследования не обнаружили негативного воздействия на кардиостимуляторы, тестировались только определенные модели и типы кардиостимуляторов [9]; поэтому всем, у кого есть кардиостимулятор, настоятельно рекомендуется соблюдать осторожность.
Наконец, некоторые исследователи также предположили возможность «косвенных» последствий tDCS для регионов, непосредственно окружающих стимулируемые. Идея состоит в том, что, хотя стимуляция одной конкретной области мозга теоретически может обеспечить определенные преимущества в одной конкретной когнитивной функции, она также может одновременно влиять на когнитивные функции других окружающих областей. Хотя эта возможность не была подтверждена экспериментально, она поднимает дополнительные вопросы о том, могут ли предполагаемые эффекты tDCS на самом деле быть «выгодами» сами по себе, или вместо этого они могут иметь важные негативные последствия в других областях познания.
Ранние исследования tDCS предполагают некоторый интересный будущий потенциал, но все еще неясно, станет ли tDCS когда-либо официально одобренным и широко используемым методом лечения.
Кроме того, все предполагаемые эффекты относятся только к tDCS, который вводят обученные и квалифицированные специалисты. К сожалению, некоторые люди пытаются лечить tDCS «дома», используя «самодельные» или «сделай сам» аппараты tDCS. Этот подход сопряжен со значительными рисками и потенциальными опасностями и не рекомендуется.
Кроме того, общая безопасность tDCS для здоровых людей, особенно его потенциальные долгосрочные эффекты, не была установлена, и многие важные вопросы все еще остаются. Потребуется гораздо больше исследований, чтобы точно определить, какие параметры и методы стимуляции безопасны.
В заключение, tDCS предлагает множество многообещающих будущих направлений научных и медицинских исследований, но еще не находится на той стадии, когда ее можно будет широко использовать в качестве обычного лечения.